Saluran kalium: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
+ Regulasi, Penyekat |
|||
Baris 10:
== Jenis ==
Terdapat empat kelas utama saluran kalium
* [[
* [[
* [[Saluran kalium domain pori tandem]] - secara konstitutif terbuka atau memiliki aktivasi basal yang tinggi, seperti "saluran kalium rehat" atau "saluran pembocoran" yang mengatur potensial membran negatif dari neuron.
* [[Saluran kalium berpintu tegangan]] - [[saluran ion berpintu tegangan]] yang terbuka atau tertutup dalam respons terhadap perubahan [[tegangan listrik]] [[potensial membran|transmembran]].
Baris 131:
Keberadaan rongga dapat dipahami secara intuitif sebagai salah satu mekanisme saluran untuk mengatasi penghalang dielektrik, atau tolakan oleh membran dielektrik rendah, dengan menjaga ion K<sup>+</sup> berair, membuat lingkungan dielektrik tinggi.
== Regulasi ==
[[Berkas:38-PotassiumChannels.tif|jmpl|250px|Grafik merepresentasikan saluran kalium yang terbuka dan tertutup ({{PDB|1lnq|}} dan {{PDB|1k4c|}}). Dua saluran bakteri sederhana ditunjukkan untuk membandingkan struktur saluran "terbuka" di sebelah kanan dengan struktur "tertutup" di sebelah kiri. Bagian atas merupakan filter (menyeleksi ion kalium) dan bagian bawah merupakan domain pemintuan (mengontrol pembukaan dan penutupan saluran).]]
Fluks ion melewati pori saluran kalium diregulasi oleh dua proses yang berkaitan, disebut [[Pemintuan (elektrofisiologi)|pemintuan]] dan inaktivasi. Pemintuan adalah membuka atau menutupnya saluran dalam respons terhadap stimulus, sementara inaktivasi adalah penghentian cepat arus dari saluran kalium terbuka dan menekan kemampuan saluran untuk melanjutkan penyaluran. Sementara kedua proses menyediakan regulasi konduktansi saluran, setiap proses dimediasi oleh sejumlah mekanisme.
Secara umum, pemintuan dimediasi oleh domain struktur tambahan yang menerima stimulus dan pada gilirannya membuka pori saluran. Domain ini di antaranya domain RCK pada saluran BK,<ref name="ReferenceA">{{cite journal | vauthors = Yuan P, Leonetti MD, Pico AR, Hsiung Y, MacKinnon R | title = Structure of the human BK channel Ca2+-activation apparatus at 3.0 A resolution | journal = Science | volume = 329 | issue = 5988 | pages = 182–6 | date = Jul 2010 | pmid = 20508092 | pmc = 3022345 | doi = 10.1126/science.1190414 | bibcode = 2010Sci...329..182Y }}</ref><ref name="ReferenceB">{{cite journal | vauthors = Wu Y, Yang Y, Ye S, Jiang Y | title = Structure of the gating ring from the human large-conductance Ca(2+)-gated K(+) channel | journal = Nature | volume = 466 | issue = 7304 | pages = 393–7 | date = Jul 2010 | pmid = 20574420 | pmc = 2910425 | doi = 10.1038/nature09252 | bibcode = 2010Natur.466..393W }}</ref><ref name="ReferenceC">{{cite journal | vauthors = Jiang Y, Pico A, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R | title = Structure of the RCK domain from the E. coli K+ channel and demonstration of its presence in the human BK channel | journal = Neuron | volume = 29 | issue = 3 | pages = 593–601 | date = Mar 2001 | pmid = 11301020 | doi = 10.1016/S0896-6273(01)00236-7 }}</ref> dan domain pengindra tegangan pada saluran K<sup>+</sup> berpintu tegangan. Domain ini merespons stimulus dengan membuka secara fisik pintu intraseluler domain pori, dengan demikian mengizinkan ion kalium melintasi membran. Beberapa saluran memiliki domain regulator ganda atau protein aksesoris yang dapat bertindak memodulasi respons terhadap stimulus. Walaupun mekanisme ini masih terus diperdebatkan, terdapat berbagai struktur domain regulator yang diketahui, seperti domain RCK pada saluran prokariot<ref>{{cite journal | vauthors = Jiang Y, Lee A, Chen J, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R | title = Crystal structure and mechanism of a calcium-gated potassium channel | journal = Nature | volume = 417 | issue = 6888 | pages = 515–22 | date = May 2002 | pmid = 12037559 | doi = 10.1038/417515a | bibcode = 2002Natur.417..515J }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Kong C, Zeng W, Ye S, Chen L, Sauer DB, Lam Y, Derebe MG, Jiang Y | title = Distinct gating mechanisms revealed by the structures of a multi-ligand gated K(+) channel | journal = eLife | volume = 1 | pages = e00184 | year = 2012 | pmid = 23240087 | pmc = 3510474 | doi = 10.7554/eLife.00184 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Cao Y, Jin X, Huang H, Derebe MG, Levin EJ, Kabaleeswaran V, Pan Y, Punta M, Love J, Weng J, Quick M, Ye S, Kloss B, Bruni R, Martinez-Hackert E, Hendrickson WA, Rost B, Javitch JA, Rajashankar KR, Jiang Y, Zhou M | title = Crystal structure of a potassium ion transporter, TrkH | journal = Nature | volume = 471 | issue = 7338 | pages = 336–40 | date = Mar 2011 | pmid = 21317882 | pmc = 3077569 | doi = 10.1038/nature09731 | bibcode = 2011Natur.471..336C }}</ref> dan eukariot,<ref name="ReferenceA"/><ref name="ReferenceB"/><ref name="ReferenceC"/> domain pemintuan pH pada KcsA,<ref>{{cite journal | vauthors = Uysal S, Cuello LG, Cortes DM, Koide S, Kossiakoff AA, Perozo E | title = Mechanism of activation gating in the full-length KcsA K+ channel | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 108 | issue = 29 | pages = 11896–9 | date = Jul 2011 | pmid = 21730186 | pmc = 3141920 | doi = 10.1073/pnas.1105112108 | bibcode = 2011PNAS..10811896U }}</ref> domain pemintuan nukleotida siklik,<ref>{{cite journal | vauthors = Clayton GM, Silverman WR, Heginbotham L, Morais-Cabral JH | title = Structural basis of ligand activation in a cyclic nucleotide regulated potassium channel | journal = Cell | volume = 119 | issue = 5 | pages = 615–27 | date = Nov 2004 | pmid = 15550244 | doi = 10.1016/j.cell.2004.10.030 }}</ref> dan saluran kalium berpintu tegangan.<ref>{{cite journal | vauthors = Jiang Y, Lee A, Chen J, Ruta V, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R | title = X-ray structure of a voltage-dependent K+ channel | journal = Nature | volume = 423 | issue = 6935 | pages = 33–41 | date = May 2003 | pmid = 12721618 | doi = 10.1038/nature01580 | bibcode = 2003Natur.423...33J }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Long SB, Campbell EB, Mackinnon R | title = Crystal structure of a mammalian voltage-dependent Shaker family K+ channel | journal = Science | volume = 309 | issue = 5736 | pages = 897–903 | date = Aug 2005 | pmid = 16002581 | doi = 10.1126/science.1116269 | bibcode = 2005Sci...309..897L }}</ref>
Inaktivasi tipe-N secara khusus merupakan mekanisme inaktivasi yang lebih cepat dan disebut [[Inaktivasi bola dan rantai|model "bola dan rantai"]].<ref>{{cite journal | vauthors = Antz C, Fakler B | title = Fast Inactivation of Voltage-Gated K(+) Channels: From Cartoon to Structure | journal = News in Physiological Sciences | volume = 13 | issue = | pages = 177–182 | date = Aug 1998 | pmid = 11390785 }}</ref> Inaktivasi tipe-N melibatkan interaksi ujung-N saluran, atau protein kait, yang berinteraksi dengan domain pori dan menutup jalur penyaluran ion seperti "bola". Kemungkinan lain, inaktivasi tipe-C terjadi di dalam filter selektivitas itu sendiri dengan perubahan struktural di dalam filter menyebabkan saluran tak dapat menyalurkan ion. Terdapat sejumlah model struktural inaktivasi tipe-C filter saluran K<sup>+</sup><ref>{{cite journal | vauthors = Cheng WW, McCoy JG, Thompson AN, Nichols CG, Nimigean CM | title = Mechanism for selectivity-inactivation coupling in KcsA potassium channels | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 108 | issue = 13 | pages = 5272–7 | date = Mar 2011 | pmid = 21402935 | pmc = 3069191 | doi = 10.1073/pnas.1014186108 | authorlink4 = Colin Nichols | bibcode = 2011PNAS..108.5272C }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Cuello LG, Jogini V, Cortes DM, Perozo E | title = Structural mechanism of C-type inactivation in K(+) channels | journal = Nature | volume = 466 | issue = 7303 | pages = 203–8 | date = Jul 2010 | pmid = 20613835 | pmc = 3033749 | doi = 10.1038/nature09153 | bibcode = 2010Natur.466..203C }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Cuello LG, Jogini V, Cortes DM, Pan AC, Gagnon DG, Dalmas O, Cordero-Morales JF, Chakrapani S, Roux B, Perozo E | title = Structural basis for the coupling between activation and inactivation gates in K(+) channels | journal = Nature | volume = 466 | issue = 7303 | pages = 272–5 | date = Jul 2010 | pmid = 20613845 | pmc = 3033755 | doi = 10.1038/nature09136 | bibcode = 2010Natur.466..272C }}</ref> walaupun mekanisme tepatnya masih belum jelas.
== Penyekat ==
Penyekat saluran kalium menginhibisi aliran ion kalium melewati saluran. Penyekat ini berkompetisi dengan pengikatan kalium di dalam filter selektivitas atau berikatan di luar filter untuk menutup penyaluran ion. Sebagai salah satu contoh kompetitor ini adalah ion amonium kuarterner yang berikatan pada sisi ekstraseluler<ref name="Ions and blockers">{{cite journal | vauthors = Luzhkov VB, Aqvist J | title = Ions and blockers in potassium channels: insights from free energy simulations | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 1747 | issue = 1 | pages = 109–120 | date = Feb 2005 | pmid = 15680245 | doi = 10.1016/j.bbapap.2004.10.006 | url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570963904002845 }}</ref><ref name="Structure–activity relationship">{{cite journal | vauthors = Luzhkov VB, Osterberg F, Aqvist J | title = Structure-activity relationship for extracellular block of K+ channels by tetraalkylammonium ions | journal = FEBS Letters | volume = 554 | issue = 1–2 | pages = 159–164 | date = Nov 2003 | pmid = 14596932 | doi = 10.1016/S0014-5793(03)01117-7 }}</ref> atau rongga pusat saluran.<ref>{{cite journal | vauthors = Posson DJ, McCoy JG, Nimigean CM | title = The voltage-dependent gate in MthK potassium channels is located at the selectivity filter | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 20 | issue = 2 | pages = 159–66 | date = Feb 2013 | pmid = 23262489 | pmc = 3565016 | doi = 10.1038/nsmb.2473 }}</ref> Untuk menyekat dari rongga pusat, ion amonium kuarterner juga diketahui sebagai penyekat saluran pembuka karena pengikatan secara klasik membutuhkan pembukaan pintu sitoplasma sebelumnya.<ref>{{cite journal | vauthors = Choi KL, Mossman C, Aubé J, Yellen G | title = The internal quaternary ammonium receptor site of Shaker potassium channels | journal = Neuron | volume = 10 | issue = 3 | pages = 533–41 | date = Mar 1993 | pmid = 8461140 | doi=10.1016/0896-6273(93)90340-w}}</ref>
Ion [[barium]] juga dapat menyekat arus saluran kalium,<ref>{{cite journal | vauthors = Piasta KN, Theobald DL, Miller C | title = Potassium-selective block of barium permeation through single KcsA channels | journal = The Journal of General Physiology | volume = 138 | issue = 4 | pages = 421–36 | date = Oct 2011 | pmid = 21911483 | pmc = 3182450 | doi = 10.1085/jgp.201110684 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Neyton J, Miller C | title = Potassium blocks barium permeation through a calcium-activated potassium channel | journal = The Journal of General Physiology | volume = 92 | issue = 5 | pages = 549–67 | date = Nov 1988 | pmid = 3235973 | pmc = 2228918 | doi=10.1085/jgp.92.5.549}}</ref> dengan berikatan pada afinitas tinggi di dalam filter selektivitas.<ref>{{cite journal | vauthors = Lockless SW, Zhou M, MacKinnon R | title = Structural and thermodynamic properties of selective ion binding in a K+ channel | journal = PLoS Biology | volume = 5 | issue = 5 | pages = e121 | date = May 2007 | pmid = 17472437 | pmc = 1858713 | doi = 10.1371/journal.pbio.0050121 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Jiang Y, MacKinnon R | title = The barium site in a potassium channel by x-ray crystallography | journal = The Journal of General Physiology | volume = 115 | issue = 3 | pages = 269–72 | date = Mar 2000 | pmid = 10694255 | pmc = 2217209 | doi=10.1085/jgp.115.3.269}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Lam YL, Zeng W, Sauer DB, Jiang Y | title = The conserved potassium channel filter can have distinct ion binding profiles: structural analysis of rubidium, cesium, and barium binding in NaK2K | journal = The Journal of General Physiology | volume = 144 | issue = 2 | pages = 181–92 | date = Aug 2014 | pmid = 25024267 | pmc = 4113894 | doi = 10.1085/jgp.201411191 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Guo R, Zeng W, Cui H, Chen L, Ye S | title = Ionic interactions of Ba2+ blockades in the MthK K+ channel | journal = The Journal of General Physiology | volume = 144 | issue = 2 | pages = 193–200 | date = Aug 2014 | pmid = 25024268 | pmc = 4113901 | doi = 10.1085/jgp.201411192 }}</ref> Ikatan kuat ini dianggap mendasari [[Barium#Toksisitas|toksisitas barium]] dengan menginhibisi aktivitas saluran kalium pada sel peka rangsang.
[[Penyekat saluran kalium]] untuk kepentingan medis, seperti [[4-Aminopiridina|4-aminopiridina]] dan [[Amifampridina|3,4-diaminopiridina]], telah diselidiki untuk pengobatan kondisi seperti [[sklerosis ganda]].<ref name="pmid16472864">{{cite journal | vauthors = Judge SI, Bever CT | title = Potassium channel blockers in multiple sclerosis: neuronal Kv channels and effects of symptomatic treatment | journal = Pharmacology & Therapeutics | volume = 111 | issue = 1 | pages = 224–59 | date = Jul 2006 | pmid = 16472864 | doi = 10.1016/j.pharmthera.2005.10.006 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0163-7258(05)00228-7 }}</ref> Efek obat [[Efek samping|di luar target]] dapat menyebabkan [[sindrom QT panjang]] terinduksi obat, kondisi yang dapat mengancam jiwa. Kondisi ini paling sering disebabkan oleh tindakan pada saluran kalium [[hERG]] jantung. Dengan demikian, semua obat baru dilakukan uji praklinis untuk keamanan jantung.
== Lihat pula ==
| |||