Эпителиальный натриевый канал

Эпителиальный натриевый канал — мембранный белок, проводящий ионы Li, Na и протоны. Он постоянно активен и, вероятно, является одним из самых избирательных ионных каналов. Натриевые каналы находятся на апикальных участках мембран клеток эпителия. Они играют важную роль в поддержании водно-солевого баланса в организме, у позвоночных контролируют обратное всасывание натрия в почках, прямой кишке, лёгких, потовых железах и пр., также участвуют во вкусовых ощущениях.

Структура

Белок состоит из трёх разных субъединиц. Судя по всему, он является гетеротримерным белком, похожим на недавно исследованный кислотный ионный канал, и принадлежит к тому же типу. Каждая из субъединиц состоит из двух проходящих сквозь мембрану спиралей и внеклеточной петли. N- и C-концы всех полипептидных цепей находятся в межклеточном веществе. Обычно белки, принадлежащие к этому типу, состоят из 510—920 аминокислотных остатков и сделаны из трансмембранных сегментов, внутриклеточных участков, больших внеклеточных петель и внутриклеточного «хвоста»

Свойства типа

Все эпителиальные натриевые каналы состоят из пар трансмембранных сегментов, разделённых внеклеточной петлёй. В большинстве изученных на сегодняшний момент подобных белков внеклеточные участки содержат множество цистеиновых остатков. Считается, что они помогают регулировать активность канала.

Местонахождение и функции

Натриевый канал находится в апикальной мембране поляризованных эпителиальных клеток почек (особенно в извитых канальцах), лёгких и кишечника. Он необходим для транспорта ионов Na+ сквозь мембрану, эту задачу он выполняет совместно с натрий-калиевой АТФ-азой. Натриевый канал чрезвычайно важен для поддержания концентрации ионов Na+ и K+ . Его активность в кишечнике и почках можно регулировать при помощи триамтерена и амилорида, которые используются в медицине как диуретики. Также эти каналы присутствуют в клетках вкусовых рецепторов, где помогают чувствовать солёный вкус. Однако у человека он отвечает за восприятие вкуса менее, чем у некоторых других млекопитающих (например, грызунов)

Медицинское использование

Взаимодействие натриевого канала с CFTR — одна из причин муковисцидоза. CFTR — мембранный белок, ответственный за транспорт хлоридов, и неполадки в его работе вызывают муковисцидоз. В потовых железах натриевый канал и CFTR отвечают за всасывание солей, и CFTR стимулирует работу натриевого канала. Во время муковисцидоза CFTR-канал не работает, поэтому натриевый канал тоже выключается. Из-за этого пот пациента становится солонее. Подобное свойство помогает диагностировать заболевание. Везде, кроме потовых желез, CFTR ингибирует натриевый канал. Обычно хлорид-ион выделяется на слизистую, а натрий всасывается. Однако во время муковисцидоза хлорид не выделяется и не ингибируется. Поэтому всасывание натрия увеличивается. В результате низкого содержания солей в слизи она становится густой и липкой, с недостаточным содержанием воды. Это вызывает проблемы от затрудненного дыхания до предрасположенности к респираторным болезням. Амилорид и триамтерен блокируют работу натриевого канала.

Литература

1. ^ Palmer LG (1987). "Ion selectivity of epithelial Na channels". J Membr Biol 96: 97–106. doi:10.1007/BF01869236. PMID 2439691.
2. ^ a b Garty H (1994). "Molecular properties of epithelial, amiloride-blockab le Na+ channels". FASEB J. 8 (8): 522–528. PMID 8181670.
3. ^ a b c Le T, Saier Jr MH (1996). "Phylogenetic characterization of the epithelial Na+ channel (ENaC) family". Mol. Membr. Biol. 13 (3): 149–157. PMID 8905643.
4. ^ Lazdunski M, Waldmann R, Champigny G, Bassilana F, Voilley N (1995). "Molecular cloning and functional expression of a novel amiloride-sensitive Na+ channel". J. Biol. Chem. 270 (46): 27411–27414. doi:10.1074/jbc.270.46.27411. PMID 7499195.
5. ^ Loffing J, Schild L (November 2005). "Functional domains of the epithelial sodium channel". J. Am. Soc. Nephrol. 16 (11): 3175–81. doi:10.1681/ASN.2005050456. PMID 16192417. http://jasn.asnjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16192417.
6. ^ Jasti J, Furukawa H, Gonzales EB, Gouaux E (2007). "Structure of acid-sensing ion channel 1 at 1.9 Å resolution and low pH". Nature 449: 316–322. doi:10.1038/nature06163.
7. ^ a b Snyder PM, McDonald FJ, Stokes JB, Welsh MJ (1994). "Membrane topology of the amiloride-sensitive epithelial sodium channel". J. Biol. Chem. 269 (39): 24379–24383. PMID 7929098.
8. ^ Horisberger JD, Chraïbi A (2004). "Epithelial sodium channel: a ligand-gated channel?". Nephron Physiol 96 (2): p37–41. doi:10.1159/000076406. PMID 14988660. http://content.karger.com/produktedb/produkte.asp?typ=pdf&file=NEP2004096002037.
9. ^ Ion Channel Diseases
10. ^ Saxena A, Hanukoglu I, Strautnieks SS, Thompson RJ, Gardiner RM, Hanukoglu A. (1998). "Gene structure of the human amiloride-sensitive epithelial sodium channel beta subunit.". Biochem. Biophys. Res. Commun. 252: 208–213. doi:10.1006/bbrc.1998.9625.