О чем не знал Гальвани: пространственная структура натриевого канала

[imbg]

 
В основе «животного электричества» и вообще всех электробиохимических потенциалов, столь важных для существования любой формы жизни, лежат ионные каналы, способные управлять прохождением тех или иных заряженных частиц через биологическую мембрану.

Каналы, селективно пропускающие ионы натрия, отвечают за начальную фазу электрического возбуждения многих клеток, на котором держится передача нервных импульсов, сокращение мышц, секреция гормонов и многое другое.



После многих лет исследований ученым удалось получить пространственную структуру потенциал-чувствительного натриевого канала, — правда, пока это канал бактерий, устроенный более просто, чем канал животных.

Трехмерная организация проводящей поры и домена, «чувствующего» электрический потенциал, поможет лучше понять тонкости электрической активности возбудимых тканей и даст исследователям новое оружие против невралгических болей, эпилепсии и аритмии.

Структура канала Na-v-Ab объясняет, как устроен потенциал-чувствительный домен с его «обоймой» положительно заряженных аминокислотных остатков, пронизывающих всю мембрану и способных под влиянием электрического поля двигаться «вверх-вниз», подобно поршню.

Интересно также строение селективного фильтра, избирательно пропускающего ионы натрия, но непроницаемого для калия, — хотя он и существенно, судя по всему, отличается от селективного механизма ПЧНК животных. Однако самым интересным, по-видимому, стали «бреши» в стенках поры, открывающие доступ в ее внутренний резервуар прямо из толщи мембраны (см. рисунок).



По-видимому, именно эти «бреши», отсутствующие в K+-канале, являются причиной чрезвычайно высокой чувствительности ПЧНК к местным анестетикам, селективно блокирующим пору канала, — возможно, проникая внутрь нее именно из среды липидов мембраны (многие из этих анестетиков достаточно для этого гидрофобны)


Больше - в нашей новой статье на Биомолекуле. Кстати, если желаете выиграть 10 000 рублей - напишите что-нибудь похожее, и дело в шляпе (условия и призы конкурса у нас) !


P.S. Стоит упомянуть о долгой и не прекращающейся дискуссии у нас на Биомолекуле с В. В. Матвеевым (vladimirmatveev): «Природа лженауки. Теория серой зоны»

Матвеев защищает теорию о том, что Na+,K+-АТФазы не выполняют насосную функцию, которая есть суть активности самой мембраны. Однако при всей неправдоподобности такого заявления для меня и для ряда других участников разговора, мы до сих пор так и не смогли аргументированно доказать некорректность его утверждения.

Матвеев согласен признать наши доводы, если мы ему покажем любую статью с прямо доказанной насосной функцией данного белка. Однако к своему удивлению, просканировав море литературы, мы не смогли найти прямого доказательства - все аргументы построены на косвенных работах, которым можно верить (моя позиция), а можно не верить (позиция Владимира Владимировича).

Если вы чувствуете силу, я готовы к корректному спору - милости просим поучаствовать (за истерики или оскорбления участники банятся и выбрасываются из дискуссии лично мною! Сам Матвеев удивительно корректен и подкован в споре). 

Comments

[nibope.livejournal.com]

На самом деле две вещи - равновесие Доннана и работа насоса создают неравенство концентраций натрия и калия. Прямые измерения потоков калия и натрия и в аксонах, и где угодно делались очень давно, при этом основной критерий, говорящий о вовлечении именно Na,K-АТФазы - ингибирование уабаином. При этом очищенный фермент расщепляет АТФ в присутствии ОДНОВРЕМЕННО и натрия, и калия и полностью ингибируется уабаином (КИ в райное наномолей). Последний эксперимент легко поставить любому дурачку. Ну что еще, какие доказательства? Реконструированные в липосомах ферменты? Вот первая попавшаяся статья - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/125752 - люди не ленились, работали с 42-м калием, что большой геморрой.
И тут вылазит некто и говорит, что все это фигня?
Такой же (забыл фамилию) тип был в штатах, любил рассуждать, что АТФаза не насос, да и вообще никаких мембран нет - клетки не сосиски, а котлетки, и т.п.

[imbg.livejournal.com]

Так это его теорию и защищает Матвеев. Что-то что вместо мембран - структурированная оболочка из воды или еще чего-то. Но подобными доказательствами я не смог выиграть спор - хотя и получил удовольствие от "скрещения шпаг" :)

[nibope.livejournal.com]

Ну, тут речь должна идти о том, что пусть докажет, что она НЕ насос. И еще одного нобеля отхватит, эти медальки постоянно новые штампуют. Мне вот нравится насосность, а то, что пишет он про абсорбцию и липиды - на меня лично наводит глубокую тоску. Тут же ведь дело не только во внутриклеточном калии, в конце концов, где еще что-то можно навешивать на абсорбцию и т.п. Секреция же офигенных количеств соответствующих ионов. К примеру, желудок - родственный насос гонит кислоту, а если его заингибировать или нокаутировать - и нету кислоты. Какое тут особое физико-химическое свойство внутрижелудочного пространства?
Но, надо признать, что вообще-то такие Фомы Неверующие очень полезны. Ведь, что касается ферментов вообще, а уж насосов, каналов, обменников - в особенности: открыто всего много, почти всем приписаны некие функции. Но зачастую - только по гомологии с ранее изученными родственниками. И как правило, действительно, нет прямых экспериментов, указывающих на ту или иную специфичность, и т.п. и т.д. Да это и хорошо, иначе уже всех нас надо бы было увольнять за отсутствием фронта работы.

[nibope.livejournal.com]

Вспомнил, ага, - Ling.
посмотрел пубмед - он статьи пишет как из пулемета. Попробовал почитать абстракты, но сразу стало страшно _ атф заменил на аш-хлор.
Я как-то пытался спросить одного человека, знавшего Линга, что он про его исследования думает (ну должно же быть какое-то рациональное основание?). Тот отказался что-либо говорить по существу, сказав лишь, что сам Линг - не дурак, дураки - те кто ему верят.

[imbg.livejournal.com]

Да, Линг. Вот Матвеев о его книге как раз говорит.
Дело в том что мне эта теория не импонирует ни разу - слишком легко и наглядно оно объясняет все и вся - т.е. наш каждодневный опыт должен быть в корне не верным, а все реактивы, работающие "от классической теории", не должны работать (например, эксперименты с трансфекцией клеток в культуре, которые делают каждый день сотни человек) и т.п.
Я не о самой теории - ее я сдаю в утиль сразу же - а о том, что ее отчаянный защитник Матвеев бесплатно и грамотно сможет показать вам ваши прорехи в образовании - для последующего само-ликбеза, конечно :). Я пока тщетно спорил.вспомнил очень много забытое о мембранологии :)

[nibope.livejournal.com]

Так я чего с ним спорить-то? Эти споры были актуальны где-то в 50-60-е годы, тогда сама идея белка-насоса казалась многим фантастической.
Я сейчас попытался почитать ваш спор, но хватило не на долго. Например, "АТФ будучи гидрофобным полианионом, взаимодействует с липидной мембраной и изменяет ее физические свойств" - полный бред. Хотя надо признать, что бред это не только полный, но также и редкостный в своей уникальной наглости, чудесный образец псевдонаучной демагогии.
С демагогами же спорить - самому демагогом стать, это как грипп.

[imbg.livejournal.com]

:)