Canale Ionice De Na+

Canale ionice + de Na

Militaru Andra - Cristina

 o o o o

Canale ionice: importanta definitie caracteristici clasificare

 Canale o o o o o

de Na+ :

clasificare structura subunitatea α subunitatea β canalopatii

Canale ionice - importanta

High

Low 10-2

Permeability

10-10

10-14

 Canalele

ionice sunt complexe proteice, care traverseaza complet bistratul lipidic si formeaza un por prin care ionii pot traversa membrana.

Canale ionice - caracteristici  Viteza

de transport foarte mare (100 milioane ioni/secunda)

 Selectivitate

 Modul

ionica

de operare

Canale ionice - clasificare 

Dupa tipul de ioni care trec prin canal: -

canale canale canale canale canale canale

de calciu de potasiu de sodiu de clor de protoni neselective

Canale ionice - clasificare  Dupa

modul de operare:

cu poarta dependenta de voltaj (voltage-gated) - receptori ionotropici (ligand-gated) - cu poarta actionata mecanic (mechanosensitive) -

Canale ionice - clasificare  Dupa -

modul de operare:

cu poarta actionata de lumina (light-gated)

cu poarta actionata de legarea nucleotidelor ciclice (cyclic nucleotide-gated) - cu poarta actionata de alti stimuli (termici, chimici) -

Canale ionice - clasificare 

Dupa modul de operare:

-

cu poarta actionata de legarea Ca2+ cu rectificare spre interior

-

 Dupa

numarul de pori

 Dupa

durata raspunsului la stimuli

-

canalele cu potential de receptor tranzient (transient receptor potential – TRP)

Canale de Na+ - clasificare  Cu

poarta activata de voltaj

- in celulele excitabile (neuroni, miocite si unele tipuri de celule gliale), canalele de Na+ sunt responsabile de faza ascendenta a potentialelor de actiune  Cu

poarta activata de ligand

- se gasesc in jonctiunile neuromusculare ca receptori nicotinici, avand ca liganzi moleculele de acetilcolina - majoritatea sunt permeabile si la K+

 Canalele

de Na+ dependente de voltaj: - o subunitate α - una sau mai multe subunitati β (β 1−4)

1. Structura 3D a subunitatii α (rezolutie 20A)

2. Reprezentare schematica a canalului de Na+ bacterian NaChBac



Polipeptida de aproximativ 260 kDa



Contine patru domenii (I-IV)



Fiecare domeniu poseda 6 segmente (S1S6)



Segmentele au grad ridicat de hidrofobicitate si traverseaza membrana sub forma de α -helix-uri



Intre S5 si S6 ale fiecarui domeniu exista bucla P, care formeaza filtrul de selectivitate



S4 este bogat in aminoacizi incarcati pozitiv (lizina sau arginina).



S4 are rol de senzor de voltaj al canalului, domeniul proteinei care isi modifica conformatia la variatia potentialului de membrana, rezultand deschiderea canalului.





Bucla intracelulara dintre domeniile III si IV are rol in inactivarea rapida, prin blocarea porului dinspre interiorul celulei. Modelul “ball and chain”



Tripleta de aminoacizi IFM – rol in inactivarea rapida.



ψ - situsuri de glicozilare P – situsuri de fosforilare





Glicoproteine transmembranare tip 1 cu o extremitate amino-terminala in mediul extracelular si extremitatea carbonil-terminala in citosol.

β

1 si β 3 interactioneaza necovalent cu subunitatea α .

β

2 si β 4 se leaga de subunitatea α prin legatura disulfidica.

Boli asociate cu disfunctii ale canalelor de Na+ Numele proteinei

Gena

Localizare

Canalopatii

Nav1.1

SCN1A Neuronii centrali, cardiomiocite

Epilepsie si convulsii febrile, GEFS+, sindromul Dravet, sindromul West (spasme infantile), sindromul Doose, sindromul Panayiotopoulos, migrena hemiplegica familiala, autism, encefalita Rasmussens, sindromul Lennox-Gastaut

Nav1.2

SCN2A Neuronii centrali si periferici

Epilepsie si convulsii febrile mostenite genetic

Nav1.4

SCN4A Muschii scheletici

Paralizie periodica hipekalemica, paramiotonia congenitala, miotonia agravata de potasiu

Nav1.5

SCN5A Cardiomiocite, muschi Sindromul QT prelungit, sindromul Brugada, fibrilatii scheletici neinervati, ventriculare idiopatice neuronii centrali

Nav1.7

SCN9A Ganglionii radacinii dorsale, neuronii simpatetici, celulele Schwann, celulele neuroendocrine

Eritromelalgia, paroxismal extreme pain disorder (PEPD), analgia congenitala

Numele proteinei

Gena

Navβ1

SCN1B

Proteine asociate

Nav1.1 - Nav1.7

Localizare Neuronii centrali si periferici, muschi scheletici, inima, celule gliale

Canalopatii Epilepsie si GEFS+



Alexandru Babes, “Fiziologia si fiziopatologia canalelor ionice”, Ed. Ars Docendi, Bucuresti, 2007

 Alberts,

Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter, “Molecular Biology of the Cell”, Ed. Garland Science, U.S.A., 2008

 www.wikipedia.org