Боль

11. Ионные каналы

11.1. Лиганд чувствительные ионные каналы или ионнотропные рецепторы

классификация по структуре (строению) и происхождению от однотипных генов.

По этому принципу, например, выделяют три семейства лиганд-активируемых ионных каналов[1]:

  1. с пуриновыми рецепторами (АТФ-активируемые);
  2. с никотиновыми АХ-рецепторамиГАМК-, глицин- и серотонин-рецепторами;
  3. с глутаматными рецепторами.

При этом в одно и то же семейство попадают ионные каналы с разной ионной селективностью, а также с рецепторами к разным лигандам. Но зато образующие эти каналы белки имеют большое сходство в строении и происхождении.

Ионные каналы также можно классифицировать по селективности в зависимости от проходящих через них ионов: натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные,протонные (водородные).

Анионные хемочувсвительные каналы

Тип

Класс

IUPHAR-рекомендованное имя

Ген

Синонимы

GABAA

alpha

α1
α2
α3
α4
α5
α6

GABRA1
GABRA2
GABRA3
GABRA4
GABRA5
GABRA6

EJM, ECA4

beta

β1
β2
β3

GABRB1
GABRB2
GABRB3



ECA5

gamma

γ1
γ2
γ3

GABRG1
GABRG2
GABRG3

CAE2, ECA2, GEFSP3

delta

δ

GABRD

epsilon

ε

GABRE

pi

π

GABRP

theta

θ

GABRQ

rho

ρ1
ρ2
ρ3

GABRR1
GABRR2
GABRR3

GABAC[7]

Glycine
(GlyR)

alpha

α1
α2
α3
α4

GLRA1
GLRA2
GLRA3
GLRA4

STHE

beta

β

GLRB



Катионные cys-петлевые рецепторы

Тип

Класс

IUPHAR-рекомендованное имя

Ген

Синонимы

Serotonin
(5-HT)

5-HT3

5-HT3A
5-HT3B
5-HT3C
5-HT3D
5-HT3E

HTR3A
HTR3B
HTR3C
HTR3D
HTR3E

5-HT3A
5-HT
3B
5-HT
3C
5-HT
3D
5-HT
3E

Nicotinic acetylcholine
(nAChR)

alpha

α1
α2
α3
α4
α5
α6
α7
α9
α10

CHRNA1
CHRNA2
CHRNA3
CHRNA4
CHRNA5
CHRNA6
CHRNA7
CHRNA9
CHRNA10

ACHRA, ACHRD, CHRNA, CMS2A, FCCMS, SCCMS





beta

β1
β2
β3
β4

CHRNB1
CHRNB2
CHRNB3
CHRNB4

CMS2A, SCCMS, ACHRB, CHRNB, CMS1D
EFNL3, nAChRB2

gamma

γ

CHRNG

ACHRG

delta

δ

CHRND

ACHRD, CMS2A, FCCMS, SCCMS

epsilon

ε

CHRNE

ACHRE, CMS1D, CMS1E, CMS2A, FCCMS, SCCMS

Zinc-activated ion channel
(ZAC)

ZAC

ZACN

ZAC1, L2m LGICZ, LGICZ1


Ионотропные рецепторы глутамата образуют тетрамеры с каждой субъединицей, состоящей из внеклеточного домена аминоконцевой (ATD, который участвует тетрамера в сборе), внеклеточный лиганд-связывающий домен (LBD, которая связывает глутамат) и трансмембранный домен (TMD, который образует ионный канал). Трансмембранный домен каждой субъединицы содержит три трансмембранных спирали, а также половину мембранной спирали с возвратной петлей. Структура белка начинается с ATD на N-конце, за которым следует первая половина LBD, которая пересекается спиралями 1,2 и 3 TMD перед продолжением заключительной половины LBD, а затем заканчивая спиралью 4 ТВД на с-конце. Это означает, что есть три связи между ТВД и внеклеточных доменов. Каждая субъединица тетрамер имеет сайт связывания для глутамата, образованного двумя LBD участками, образующими раскладную форму. Только две из этих сайтов в тетрамере должны быть заняты, чтобы открыть ионный канал. Пора в основном формируется половинной спирали 2 таким образом, который напоминает перевернутую калиевый канал.


Тип

Класс

IUPHAR-рекомендованное имя

Ген

Синонимы

AMPA

GluA

GluA1
GluA2
GluA3
GluA4

GRIA1
GRIA2
GRIA3
GRIA4

GLUA1, GluR1, GluRA, GluR-A, GluR-K1, HBGR1
GLU
A2, GluR2, GluRB, GluR-B, GluR-K2, HBGR2
GLU
A3, GluR3, GluRC, GluR-C, GluR-K3
GLU
A4, GluR4, GluRD, GluR-D

Kainate

GluK

GluK1
GluK2
GluK3
GluK4
GluK5

GRIK1
GRIK2
GRIK3
GRIK4
GRIK5

GLUK5, GluR5, GluR-5, EAA3
GLU
K6, GluR6, GluR-6, EAA4
GLU
K7, GluR7, GluR-7, EAA5
GLU
K1, KA1, KA-1, EAA1
GLU
K2, KA2, KA-2, EAA2

NMDA

GluN

GluN1
NRL1A
NRL1B

GRIN1
GRINL1A
GRINL1B

GLUN1, NMDA-R1, NR1, GluRξ1

GluN2A
GluN2B
GluN2C
GluN2D

GRIN2A
GRIN2B
GRIN2C
GRIN2D

GLUN2A, NMDA-R2A, NR2A, GluRε1
GLU
N2B, NMDA-R2B, NR2B, hNR3, GluRε2
GLU
N2C, NMDA-R2C, NR2C, GluRε3
GLU
N2D, NMDA-R2D, NR2D, GluRε4

GluN3A
GluN3B

GRIN3A
GRIN3B

GLUN3A, NMDA-R3A, NMDAR-L, chi-1
GLU
3B, NMDA-R3B

‘Orphan’

(GluD)

GluD1
GluD2

GRID1
GRID2

GluRδ1
GluRδ2


АТФ-зависимые каналы открываются в ответ на связывание нуклеотида АТФ. Они образуют тримеры с двумя трансмембранных спиралей на субъединицу при этом C и N концы в цитозоле.

Тип

Класс

IUPHAR-recommended
protein name 
[6]

Ген

Синонимы

 

P2X

N/A

P2X1
P2X2
P2X3
P2X4
P2X5
P2X6
P2X7

P2RX1
P2RX2
P2RX3
P2RX4
P2RX5
P2RX6
P2RX7

P2X1
P2X
2
P2X
3
P2X
4
P2X
5
P2X
6
P2X
7