Identifikation und funktionale Charakterisierung - Logo Dragon-Ivf ...

Einleitung
Abb. 1.7: Spannungsabhängiger Kaliumkanal mit typischer 6 TM Struktur (S1-S6) und intrazellulären
N-und C-Termini (links). Rechts: Prototyp der Porendomäne (Querschnitt (KcsA K. Kanal)), das Innere des
Proteins ist in dunkelgrün dargestellt mit der Sekundärstruktur, die als Bänder für drei der vier Untereinheiten
gezeigt wird (aus Yellen, 2002).
Allgemein lassen sich spannungsabhängige Kalium-Kanäle in zwei funktionelle Kategorien
(‚delayed rectifier‘ und A-Typ Kanäle) einteilen, die sich durch ihre Aktivierungs- und
Inaktivierungskinetiken unterscheiden. Die ‚delayed rectifier‘ Kanäle sind durch eine
verzögerte Aktivierung nach der Depolarisation gefolgt von einer langsamen Inaktivierung
charakterisiert. ‚Delayed rectifier‘ Kanäle werden daher auch als „verzögerte Gleichrichter“
bezeichnet, da sie beim Ruhepotential fast immer geschlossen sind und sich nach einer
Depolarisation auf Potentiale positiver als -50 mV (Hodgkin und Huxley, 1952) öffnen. Man
kann drei verschiedene ‚delayed rectifier‘ Ströme aufgrund ihrer
Aktivierungsgeschwindigkeit unterscheiden, IKUR („ultra rapid“), IKR („rapid“) und IKS
(„slow“). A-Typ Kanäle hingegen sind durch vergleichsweise schnelles Öffnen und Schließen
während der Depolarisation charakterisiert. Oft werden A-Typ Kanäle in Neuronen
exprimiert, da sie es ermöglichen bei niedrigen Frequenzen rhythmisch zu feuern (Connor
und Stevens 1971), d.h. sie reagieren auf kontinuierliche Depolarisation mit einer Reihe von
Aktionspotentialen. Außerdem spielen sie eine Rolle bei der Umwandlung der Spikeform
(Zhang und McBain, 1995b) und kontrollieren u.a. die Signalausbreitung in Dendriten
(Hoffman et al., 1997). Obwohl A-Typ Kanäle als transient auswärts rektifizierende K + -
Kanäle beschrieben worden sind, gibt es Unterschiede in der Leitfähigkeit, der
Öffnungskinetik und den pharmakologischen Eigenschaften (Bekkers 2000, Kanold und
Manis, 1999, Korngreen und Sakmann 2000). Die Unterschiede des A-Typ Stroms kommen
durch die Heterogenität der zugrunde liegenden Kanäle zu Stande. Bekannt ist, dass Kv1.4,
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