Kaip jonų kanalai bendrauja vienas su kitu

Dviejų jonų kanalų sujungimas nervinių ląstelių plazminėje membranoje išaiškėjo

Dviejų jonų kanalų veikimo schema nervinių ląstelių membranoje. © Insbruko medicinos universitetas
skaityti garsiai

Visų ląstelių membranose yra baltymų, leidžiančių jonams kirsti ląstelės membraną. Tokiu būdu kontroliuojami daugybė fiziologinių procesų, tokių kaip raumenų susitraukimas, susijaudinimo susidarymas ir plitimas ar hormonų ir fermentų aktyvumas. Tyrėjai išsiaiškino, kaip šie vadinamieji „jonų kanalai“ nervų ląstelių plazminėje membranoje susisiekia tarpusavyje ir praneša šia tema „Moksle“.

Ypač reikšmingas yra kalcio suaktyvintas kalio kanalas (BKCa kanalas) nervų ląstelėse. Jis turi didelį vieno kanalo laidumą ir apsaugo neuronus nuo per didelio ląstelių kalcio koncentracijos padidėjimo, kaip avarinis stabdis. Šis kalio kanalas taip pat yra atsakingas už greitą veikimo potencialo repoliarizaciją, taigi ir už stimulo sukeltą hormonų bei neurotransmiterių išsiskyrimą. Tačiau jo aktyvavimui reikalinga palyginti didelė kalcio jonų koncentracija.

Kaip ląstelė apsisaugo nuo pažeidimų?

Tačiau didelė kalcio koncentracija įmanoma tik gerai apibrėžtose erdvės ir laiko srityse, kitaip ląstelė būtų pažeista. Mokslininkai anksčiau yra teigę, kad už tai atsakingas glaudus BKCa kanalo sujungimas su įtampoje esančiais kalcio kanalais, kai kalcio kanalo atidarymas sukelia reikiamą laisvųjų kalcio jonų padidėjimą vietiniame lygmenyje, tokiu būdu suaktyvindamas BKCa kanalą. Tačiau tiesioginių eksperimentinių įrodymų iki šiol nebuvo.

Biochemikė Claudia Sailer iš Insbruko medicinos universiteto ir elektrofiziologas Henrike Berkefeld iš Freiburgo universiteto sugebėjo kartu parodyti, kad ši sąveika vyksta tiesiogiai biomolekuliškai sujungiant kalcio ir kalio kanalus. Šis stebinantis radinys yra atsakymas į ilgai diskutuojamą klausimą, kaip BKCa kanalai yra suaktyvinami esant didelėms kalcio jonų koncentracijoms, nepaveikiant kitų nuo kalcio jonų priklausomų procesų neuronuose. Rezultatas taip pat paaiškina greitą nervų ląstelių membranos potencialo, kurį perduoda BKCa kanalai, pasikeitimą.

„Tik tikslingas skirtingų metodų derinys leido išaiškinti šią specifinę baltymų ir baltymų sąveiką“, - pabrėžia Claudia Sailer. „Nors imuninio afiniteto gryninimas ir masių spektrometrinė sekų analizė galėtų parodyti tiesioginę atskirų jonų kanalų partnerių sąveiką, mano Freiburgo kolegos elektrofiziologiniai eksperimentai buvo būtini, kad būtų galima įrodyti funkciškai tiesioginį jonų kanalų sujungimą“, - tęsė Saileris. displėjus

(Insbruko medicinos universitetas, 2006 10 27 - AHE)