Was machen gesteuerte Ionenkanäle?
Wie kann man den Transport von einem Molekül durch eine Mebran unterscheiden?
Zwischen freier Diffusion und vermitteltem Transport
Vermittelter Transport:
Aktiver Transport
(Ionentransporter)
Passiver Transport
(Ionenkanäle)
Transport über die Membran durch Bindung, Konformationsänderung und Freisetzung
Membran-durchspannende Proteine
bilden wassergefüllte Kanäle im Protein-Innenraum
Ionen können im Protein-Kanal durch die Membran wandern
Beispiele:
Na+-K+-Pumpen
Na+-Ca2+-Antiporter;
Na+-Glukose-Antiporter
Welche Funktion haben Ionenkanäle?
Schleusenfunktion:
Abhängig von der Konformation:
geschlossen – offen – inaktiv
vermitteln Ionenwanderungen entlang elektrochemischer Gradienten
Welche Typen von Ionenkanälen gibt es und wie öffnen sich diese?
In welchen Zuständen kann sich ein Ionenkanal befinden?
Wie sind die Ionen an der Membran verteilt (welche innen/ außen)?
WIe funktioniert die Na-K-ATPase?
Was bedeutet Selektivität und die Schleusenfunktion in Bezug auf Ionenkanäle?
Selektivität:
Jedes Ion besitzt einen spezifischen Kanal
Membran-Depolarisation/-Repolarisation gesteuert
Welche viert Typen von Spannungs-gesteuerten Ionenkanälen gibt es?
4 Typen Spannungs-gesteuerter Ionenkanäle:
Spannungs-abhängige Na+-Kanäle
Spannungs-abhängige K+-Kanäle
(kommen am häufigsten vor)
Spannungs-abhängige Ca2+-Kanäle
Spannungs-abhängige Cl--Kanäle
Wie ist ein Ionenkanal aufgebaut?
Alpha-Untereinheiten bilden auch alleine funkzionale Kanäle
andere Untereinheiten haben z.B. modulatorische Funktionen
beeinflussen Kinetik
bewirken Inaktivierung oder wechselwirken mit anderen Faktoren (z.B. G-Proteinen)
Welche zwei Arten der Regulation gibt es bei Liganden/ Signal-gesteuerten Ionenkanälen?
Was ermöglichen Spannungsgesteuerte Na-Kanäle und wo spielen sie eine wichtige Rolle?
Na+-Kanäle ermöglichen den schnellen Na+-Ionen Einstrom, der den Anstieg des Aktionspotenzials in Nerven-, Muskel- und endokrinen Zellen kennzeichnet.
Die Haupt-α-Untereinheit enthält 4 homologe Domänen, die jeweils aus 6 Transmembran Segmenten bestehen.
Welche Funktionen haben Spannungsgesteuerte Kalium-Kanäle?
Funktion:
dienen der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials und der Membrandepolarisation nach Erregung
Regulieren zelluläre Prozesse, beispielsweise die Hormonsekretion (Insulinausschüttung in ß-Zellen)
—> sind am weitesten verbreitet und nahezu in allen Organismen zu finden
Wie sind die Spannungsgesteuerten Kalium-Kanäle aufgebaut?
Aufbau:
Die α-Untereinheit spannungs-abhängiger K+-Kanäle ist in 4 homologen Domänen organisiert (I-IV)
von denen jede 6 Transmembran-Segmente (S1-S6) enthält.
Die Kanalpore wird jeweils aus S5, S6 und dem Zwischensegment H5 von 4 Untereinheiten gebildet.
H5 ist für die Selektivität des Kanals essentiell.
Welche Rollle spielen die intrazellulären Domänen bei einen Spannungsabhängigem big K-Kanal (BK)?
Welche Rolle spielt das Calmodulin bei der Aktivierung der Ca-abhängiges K-Kanäle vom Typ SK?
Was vermittel Spannungsgesteuerte Ca-Kanäle und wie sind die Aufgebaut?
Spannungs-gesteuerte Ca2+-Kanäle
Spannungs-gesteuerte Ca2+-Kanäle vermitteln den Ca2+-Einstrom als Antwort auf eine Membran-Depolarisation und steuern intrazelluläre Prozesse wie Kontraktion, Sekretion und Neurotransmission
α-Untereinheit die in 4 homologen Domänen organisiert (I-IV) ist und jeweils 6 Transmembran-Segmente (S1-S6) enthält
Zusätzlich enthalten die meisten Ca2+-Kanäle eine intrazelluläre ß Untereinheit und einen transmembran-Disulfid-gebundenen α2Y-Untereinheit-Komplex
Welche Typen von Calcium-Kanälen gibt es?
Spannungsabhängige Kanäle
Liganden-abhängige Kanäle
IP3-Rezeptoren
Store operated Channels (SOCs)
machen Aktivierung und Funktion direkt von der Kalziumspeicherfüllung innerhalb des ER oder SR abhängig
Wie können Calcium-Kanäle intrazellulär reguliert werden?
viele Intrazelluläre Regulatorische Domänen
Regulation oft über Phosphorylierung und Dephosphorylierung durch PKA, PKC und PKG
Wie funktioniert die PKG-Regulation von Ionenkanälen von glatten Muskelzellen?
Wie funktioniert die Feedback-Inhibition der Ionenkanäle im Herz?
WIe verläuft die Kontraktion/ die Relaxation vaskulärer Muskelzellen?
WIe funktioniert die Insulinsekretion durch Ionenkanäle?
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