Кальцієві канали

Кальцієві канали — іонні канали, які пропускають іони кальцію через ліпідні мембрани живих організмів. У вузькому сенсі під «кальцієвими каналами» розуміють гетерогенну групу іонних каналів, селективних до іонів кальцію, тобто здатних вибірково пропускати саме ці іони. Втім, часто кальцієвими каналами називають будь-які катіонні канали, якщо вони здатні пропускати іони кальцію.

Кальцієві канали умовно поділяють на дві групи: потенціалкеровані кальцієві канали та лігандкеровані кальцієві канали. До першої групи належать представники однієї родини білків Cav, які традиційно розділяють на високопорогові на низькопорогові кальцієві канали.

Натомість до лігандкерованих відносять канали різних білкових родин, зокрема TRP-канали, NMDA-рецептори глутамату, кальцієві канали сперматозоїдів CarSper тощо. Низка лігандкерованих каналів знаходяться не в плазматичній мембрані, а в мембранах ендоплазматичного ретикулуму, ядра, мітохондрій. Серед них ріанодиновий рецептор, рецептор інозитолтрифосфату[en], уніпортер мітохондрій[en] та інші.[1] [2]

Потенціал-керовані кальцієві канали

Тип Потенціал відкриття α1 субодиниця (назва гена) Асоційовані субодиниці Локалізація
Кальцієвий канал L-типу ("Long-Lasting", він же - дигідропіридиновий рецептор) HVA (high voltage activated - активуються високою напругою) Cav1.1 (CACNA1S)

Cav1.2 (CACNA1C) Cav1.3 (CACNA1D) Cav1.4 (CACNA1F)

α2 δ, β, γ Скелетні м’язи, гладенькі м’язи (наприклад, у сечовому міхурі[3]), кістки (остеобласти), шлуночкові міоцити (відповідальні за пролонгований потенціал дії в серцевих клітинах; їх також називають дигідропіридиновими рецепторами), дендрити та дендритні шипи коркових нейронів
Кальцієвий канал N-типу ("Neural"/"Non-L") HVA (high voltage activated - активуються високою напругою) Cav2.2 (CACNA1B) α2 δ/β1, β3, β4, можливо γ У всьому мозку і периферичній нервовій системі.
Кальцієвий канал Р-типу ("Purkinje") / Кальцієвий канал Q-типу HVA (high voltage activated - активуються високою напругою) Cav2.1 (CACNA1A) α2 δ, β, можливо γ Нейрони Пуркіньє в мозочку/ зернисті клітини мозочка
Кальцієвий канал R-типу ("Residual") IVA (intermediate-voltage-activated - активуються помірною напругою Cav2.3 (CACNA1E) α2 δ, β, можливо γ Зернисті клітини мозочка, інші нейрони
Кальцієвий канал Т-типу ("Transient") LVA (low-voltage-activated - активуються низькою напругою) Cav3.1 (CACNA1G)

Cav3.2 (CACNA1H) Cav3.3 (CACNA1I)

Нейрони, клітини, які мають пейсмекерну активність, кістки (остеоцити), таламус

Ліганд-керовані кальцієві канали

Тип Ліганд Ген Локалізація Функція
IP3 рецептор IP3 ITPR1, ITPR2, ITPR3 Ендоплазматичний ретикулум Вивільняє кальцій з ЕПР у відповідь на IP3, наприклад, під дією GPCR[4]
Ріанодиновий рецептор Дигідропіридиновий рецептор у Т-канальцях і підвищення концентрації внутрішньоклітинного кальцію (Calcium Induced Calcium Release - CICR) RYR1, RYR2, RYR3 Ендоплазматичний ретикулум Кальцій-індуковане вивільнення кальцію в міоцитах[4]
Двопоровий канал Аденін-динуклеотид-фосфат нікотинової кислоти (НААДФ) TPCN1, TPCN2 Ендосомальні/лізосомальні мембрани НААДФ-залежний транспорт кальцію через ендосомальні/лізосомальні мембрани[5]
Катіонні канали сперми Кальцій (CICR) Сімейство PKD2 Сперматозоїди (зокрема джгутики) Неселективний кальцій-активований катіонний канал, що спрямовує сперматозоїди в жіночому репродуктивному тракті[6]
Депо-керовані канали Опосередковано через виснаження кальцію у ER/SR[4] ORAI1, ORAI2, ORAI3 Плазматична мембрана Забезпечує кальцієвий сигналінг в цитоплазмі[7]

Джерела

  1. ↑ Шуба, Я. М. (2010). Основи молекулярної фізіології іонних каналів: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів (PDF). К.: Наукова думка. с. 446. ISBN 978-966-00-1042-0. Архів оригіналу (PDF) за 29 листопада 2020. Процитовано 15 червня 2017.
  2. ↑ Catterall, W. A. (2011). Voltage-Gated Calcium Channels. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 3 (8): a003947—a003947. doi:10.1101/cshperspect.a003947. ISSN 1943-0264. Архів оригіналу за 12 листопада 2020. Процитовано 15 червня 2017.(англ.)
  3. ↑ Phelps C, Chess-Williams R, Moro C (2022). The Dependence of Urinary Bladder Responses on Extracellular Calcium Varies Between Muscarinic, Histamine, 5-HT (Serotonin), Neurokinin, Prostaglandin, and Angiotensin Receptor Activation. Frontiers in Physiology. 13: 841181. doi:10.3389/fphys.2022.841181. PMC 9008219. PMID 35431993.
  4. ↑ а б в Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. 2003. с. 54. ISBN 978-0-443-07145-4.
  5. ↑ TPCN1 - Two pore calcium channel protein 1 - Homo sapiens (Human) - TPCN1 gene & protein. www.uniprot.org (англ.). Процитовано 11 грудня 2017.
  6. ↑ Gao Z, Ruden DM, Lu X (December 2003). PKD2 cation channel is required for directional sperm movement and male fertility. Current Biology. 13 (24): 2175—2178. doi:10.1016/j.cub.2003.11.053. PMID 14680633.
  7. ↑ Putney JW, Steinckwich-Besançon N, Numaga-Tomita T, Davis FM, Desai PN, D'Agostin DM, Wu S, Bird GS (June 2017). The functions of store-operated calcium channels. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1864 (6): 900—906. doi:10.1016/j.bbamcr.2016.11.028. PMC 5420336. PMID 27913208. {{cite journal}}: Недійсний |displayauthors=6 (довідка)
Молекула міоглобіну Це незавершена стаття про білки.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
МРТ зображення мозку людини Це незавершена стаття з нейронауки.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.