ИОННЫЕ КАНАЛЫ

БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ МЕТАЛЛЫ

ИОННЫЙ ГОМЕОСТАЗ КЛЕТКИ

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ИОНОВ В КЛЕТКАХ И ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ НЕКОТОРЫХ ЖИВОТНЫХ В

ХАРАКТЕРИСТИКА ИОНОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ

ШИРОКО РАСПРОСТРАНЕНЫ В НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ
НИЗКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОНОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ

ЭНЕРГИЯ ГИДРАТАЦИИ (ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ)
ДЛЯ ИОНОВ

СВОЙСТВА ИОННЫХ КАНАЛОВ

СЕЛЕКТИВНОСТЬ
НАСЫЩЕНИЕ
КОНКУРЕНТНОЕ ПОДАВЛЕНИЕ ИОННЫХ КАНАЛОВ ИОНАМИ-БЛОКАТОРАМИ
КАНАЛЫ – УПРАВЛЯЕМЫЕ СТРУКТУРЫ
НЕЗАВИСИМОСТЬ РАБОТЫ

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ КАНАЛОВ

СЕЛЕКТИВНОСТЬ (Na-, K-, Ca- КАНАЛЫ и др.)
ПРОВОДИМОСТЬ (КАНАЛЫ

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИОННЫХ КАНАЛОВ ПО МЕХАНИЗМУ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОУПРАВЛЯЕМЫЕ КАНАЛЫ

ХЕМОУПРАВЛЯЕМЫЕ КАНАЛЫ

МЕХАНОУПРАВЛЯЕМЫЕ КАНАЛЫ

ПОТЕНЦИАЛОЗАВИСИМЫЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ

МЕХАНИЗМЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ИОННЫХ КАНАЛОВ
Na-КАНАЛЫ
К-КАНАЛЫ

МЕХАНИЗМЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ИОННЫХ КАНАЛОВ

СТЕРИЧЕСКИЙ ФАКТОР
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКТОР

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНОВ С ВОДОЙ ХАРАКТЕРИЗУЕТ ЭНЕРГИЯ ГИДРАТАЦИИ

РАДИУСЫ ИОНОВ И ЭНЕРГИЯ ГИДРАТАЦИЯ

СТЕРИЧЕСКИЙ ФАКТОР
ГИПОТЕЗА МУЛЛИНЗА:
ИОН МОЖЕТ ПРОЙТИ ЧЕРЕЗ ПОРУ, ЕСЛИ ЕГО РАДИУС

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКТОР СЕЛЕКТИВНОСТИ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЙЗЕНМАНА
Ионный обмен для катионселективных стеклянных электродов: катионы

РЕАКЦИЯ СДВИГАЕТСЯ В СТОРОНУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИОНА А+ СО СТЕКЛОМ, ЕСЛИ
ΔGA(ВОДНАЯ

Анионная группировка сферическая с радиусом rА
Катион также сферический с радиусом rС
Энергия

ЗНАЧЕНИЕ rА ВЕЛИКО
АНИОННАЯ ГРУППИРОВКА СОЗДАЕТ СЛАБОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ПОЭТОМУ ВЕЛИЧИНА U

ЗНАЧЕНИЕ rА МАЛО
АНИОННАЯ ГРУППИРОВКА СОЗДАЕТ СИЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ПОЭТОМУ ВЕЛИЧИНА

ПРОНИЦАЕМОСТЬ Na+КАНАЛА ДЛЯ ОДНОВАЛЕНТНЫХ КАТИОНОВ

PLi : PNa : PK : PRb

МОДЕЛЬ ХИЛЛЕ ОСНОВАНА НА ИЗУЧЕНИИ ПРОНИЦАЕМОСТИ Na-КАНАЛА ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ИОНОВ

Na >ГИДРОКСИЛАМИН

СЕЛЕКТИВНЫЙ ФИЛЬТР НАТРИЕВОГО КАНАЛА

ИОН НАТРИЯ В СЕЛЕКТИВНОМ ФИЛЬТРЕ С МОЛЕКУЛОЙ ВОДЫ

Н2О

Н2О

МОДЕЛЬ ХИЛЛЕ
ВХОД В КАНАЛ – ПРЯМОУГОЛЬНАЯ ПОРА 0,3х0,5 нм
СЕЛЕКТИВНЫЙ ФИЛЬТР В

СВОБОДНЫЙ ИОН (1) СВЯЗЫВАЕТСЯ (2) И ДЕСОЛЬВАТИРУЕТСЯ (23) ЗАТЕМ РЕСОЛЬВАТИРУЕТСЯ НА

МОДЕЛЬ НАТРИЕВОГО КАНАЛА

1 – БЕЛКИ КАНАЛА
2 – СЕЛЕКТИВНЫЙ ФИЛЬТР, СОДЕРЖАЩИЙ, ВИДИМО,

ВОЗМОЖНАЯ ТРАНСМЕМБРАННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НАТРИЕВОГО КАНАЛА
АМИНОКИСЛОТНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМЕЮТ ЧЕТЫРЕ ВЫСОКОГОМОЛОГИЧНЫХ ДОМЕНА, КАЖДЫЙ

ТРАНСМЕМБРАННАЯ СТРУКТУРА НАТРИЕВОГО КАНАЛА

А – субъединица, формирующая канал
Б – схема канала

БЛОКАТОРЫ НАТРИЕВОГО КАНАЛА

ТЕТРОДОТОКСИН

САКСИТОКСИН

ДИНОФЛАГЕЛЛЯТЫ

ТЕТРОДОТОКСИН

САКСИТОКСИН

МЕСТНЫЕ АНЕСТЕТИКИ КАК БЛОКАТОРЫ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ МЕСТНЫХ АНЕСТЕТИКОВ

А – БЛОКИРУЮТ НАТРИЕВУЮ ПРОВОДИМОСТЬ ПОСРЕДСТВОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С

ВОЗДЕЙСТВИЯ, УСТРАНЯЮЩИЕ ИНАКТИВАЦИЮ НАТРИЕВОГО КАНАЛА

ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ
ПЕПТИДНЫЕ ТОКСИНЫ (ЯД СКОРПИОНА,
ЯД АНЕМОН)
АЛКОЛОИДНЫЕ

ТетродотоксинСакситоксин
Блокируют транспорт

Токсины скорпиона, морской анемоны
Препятствуют инактивации, усиливают активацию

Вератридин, аконитин и др.
Вызывают

КАЛИЕВЫЙ КАНАЛ

Схематический энергетический профиль К-канала.
По оси ординат кинетическая энергия, необходимая для

ПРОНИЦАЕМОСТЬ КАЛИЕВОГО КАНАЛА ДЛЯ ОДНОВАЛЕНТНЫХ КАТИОНОВ НЕ КОРРЕЛИРУЕТ С РАДИУСОМ ИОНА

PK

СТРУКТУРА КАЛИЕВОГО КАНАЛА, УСТАНОВЛЕННАЯ С ПОМОЩЬЮ ТЕТРАЭТИЛАММОНИЯ

КАЛИЕВЫЙ КАНАЛ АСИММЕТРИЧЕН, ИМЕЕТ ФОРМУ

ТРАНСМЕМБРАННАЯ ТОПОЛОГИЯ И АРХИТЕКТУРА КАЛИЕВОГО КАНАЛА

Р. Мак-Киннон

Нобелевская премия по химии за 2003 г. присуждена Р. Мак-Киннону

Мак-Киннон и его коллеги расшифровали структуру и механизм функционирования нескольких бактериальных

Рис.1Стереомодель полного KvAP канала и одной субъединицы

Рис. 3. Модели, иллюстрирующие перенос положительных зарядов канальным калиевым белком в

Рис. 4. Схема движения “лопастей” калиевого канала и их положение внутри

ХЕМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ
МЕХАНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ

ХЕМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ

РЕЦЕПТОРУПРАВЛЯЕМЫЕ
Примеры:
АЦЕТИЛХОЛИНОВЫЙ РЕЦЕПТОР
ГАМК- И ГЛИЦИНОВЫЕ РЕЦЕПТОРЫ
В ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЕ

АЦЕТИЛХОЛИНОВЫЙ РЕЦЕПТОР

Са2+-ЗАВИСИМЫЙ КАЛИЕВЫЙ КАНАЛ

АТФ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КАЛИЕВЫЕ КАНАЛЫ

А Трансмембранная топология двух субъединиц КАТФ канала
Б - Схематическое

В Модель формирования поры КАТФ канала субъединицами (продольное сечение) с формированием

СЕКРЕЦИЯ ИНСУЛИНА: РОЛЬ ИОННЫХ КАНАЛОВ

1 — К+-АТФ чувствительный канал;
2 —

МЕХАНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ

Восприятие
звука и вибрации,
гравитации,
ускорения, скорости,
давления,
прикосновения,
изменения формы

Системы управления механочувствительным каналом

А - ориентация белка механочувствительного канала в мембране.
Б -

2. Управление молекулярными мостиками, которые связаны с одной стороны с цитоскелетом,