Canalele ionice reprezint elemente indispensabile integrrii organismelor vii n mediul nconjurtor

5. Reglarea sintezei, expresiei i activitii canalelor ionice

5.1 Sinteza

La fel ca petru oricare alt protein celular, sinteza canalelor ionice urmeaz dogma central a geneticii, respectiv succesiunea:

Transcripia genelor codificante de canale ionice este reglat de o serie de factori transcripionali, promotori i/sau represori, ceea ce permite variaia subseturilor de canale i a densitii lor de suprafa n funcie de diferenierea celulei respective. Un exemplu studiat n detaliu sunt receptorii nicotinici de ACh, pentru care s-au descris factori reglatori miogeni din familia MyoD (proteine de tip basic helix-loop-helix bHLH), care activeaz expresia n muchii scheletici, i factorul represor REST (NRSF), care reprim expresia n celule non-neuronale. n plus, o serie de semnale particip la reglarea fin a transcripiei. Unul dintre ele, secretat presinaptic, este proteina de semnalizare extracelular aria/neuregulin, care stimuleaz un receptor de tip tirozinkinaz, erbB, la nivelul membranei musculare. Astfel se explic de ce mRNAul NAChR este sintetizat numai de nucleii din zona plcii motorii, i nu pe toat lungimea unei fibre musculare. Aceeai localizare se regsete i pentru acetilcolinesteraz, molecula de adeziune NCAM, i kinaza MuSK. n mioblatii embrionari, transcripia NAChR se accelereaz iniial pe msur ce acetia fuzioneaz, formnd miotuburi, ns dup apariia inervaiei i a activitii musculare procesul este ncetinit. ntreruperea transmisiei neuromusculare duce la reluarea sintezei i la supraexprimarea receptorului, fenomen denumit hipersensibilitate de denevrare. Ea poate fi stopat prin reinervare sau prin activarea electric a muchiului, de aceea se presupune c factorii reglatori sunt cei din familia MyoD, dezactivai prin fosforilare de ctre PKC, sub aciunea influxului de Ca2+ din timpul activitii musculare.

Structura genei subunitii (1 a NAChR conine 9 exoni mprtiai pe o lungime de 17 kbp. Regiunea promotoare conine o secven TATA la 26 bp n amonte de semnalul de start, i o secven CAAT la 72 bp n amonte. Aceste secvene ancoreaz complexul de transcripie pol II. n plus, regiunea promotoare proximal conine un situs pentru factorul transcripional Sp1, pentru factorul reglator negativ GBF, i dou secvene E pentru membrii familiei MyoD. Secvenele E se gsesc n regiunea promotoare a tuturor subunitilor NAChR din muchii scheletici ((1, (1, (, (, i (), dar nu i a subunitilor neuronale, care sunt frecvent de tip (3(5((4)3.

Procesarea posttranscripional const n ndeprtarea intronilor i refuzionarea exonilor, proces numit splicing. Pentru canalele ionice are loc frecvent un splicing alternativ, n care pot fi nlturate diferite pri din exoni sau chiar exoni ntregi. Deoarece diferitele variante de splicing se ntlnesc n regiuni diferite ale sistemului nervos central, se poate deduce c splicingul alternativ este controlat de anumii factori. Un alt tip de procesare posttranscripional se numete RNA editing: o adenozin este convertit n inozin de adenozin-deaminaz. De exemplu, n receptorii de glutamat, codonul CAG = glutamin (Q) devine CIG = arginin (R). ntruct situsul Q/R este n zona filtrului de selectivitate, canalele editate au o permeabilitate sczut pentru Ca2+.

5.2 Traficul de membran

Canalele ionice urmeaz calea proteinelor de export, fiind sintetizate de ribozomii ataai reticulului endoplasmic rugos (RER). Ulterior sufer o serie de prelucrri n drumul spre cisternele aparatului Golgi, de unde sunt secretate n vezicule de exocitoz. O caracteristic a proteinelor de export este prezena n secvena mRNA a unei leading signal sequence (LSS) reprezentnd 15-30 reziduuri hidrofobe, care interacioneaz cu o particul de recunoatere a semnalului, particul care se leag de ribozom i stopeaz elongarea lanului peptidic pn la ataarea de RER. n continuare LSS n elongare este ncorporat nt-o protein-por de transport numit translocon, prin care lanul ajunge n lumenul RER. Aici are loc procesul de pliere (folding), formarea de puni disulfidice i glicozilarea iniial, cu ajutorul proteinelor numite chaperoni i a disulfidizomerazei. Glicozilarea se face pe o cale inhibat de tunicamicin, i continu n aparatul Golgi, simultan cu lipidarea acizilor grai. ntruct viteza medie de elongare este de 3-5 reziduuri/s la 37 C, o subunitate NAChR (460 reziduuri) este translatat n 2 min, iar o subunitate (1 a unui canal de Ca2+ voltage-gated (2000 reziduuri) n 10 min.

n cazul proteinelor integrale (transmembranare), inclusiv canalele ionice, anumite regiuni hidrofobe transmembranare sunt interpretate de translocon ca secvene ancor, de oprire a transferului. Transportul lanului polipeptidic este blocat i n continuare secvena este sintetizat ca o bucl intracitoplasmatic, pn la urmtoarea regiune hidrofob. De exemplu, pentru subunitile NAChR, segmentul M1 reprezint un astfel de semnal. O diferen important ntre subunitile canalelor pentamerice ligand-gated i ale celor tetramerice voltage-gated este absena la cele din urm a secvenei leader (LSS), deoarece captul lor N-terminal este situat intracelular.

Pentru receptorul nicotinic, modificrile posttranslaionale pot fi urmrite prin marcare cu 35S-metionin. n timpul translaiei secvena leader este detaat i asparagina 141 este N-glicozilat. Aceast form reacioneaz cu un anticorp mpotriva receptorului denaturat, dar nu i cu (-bungarotoxina. Legarea acestei toxine survine 15 min. mai trziu, i coincide cu formarea punilor disulfidice pe subunitatea pliat de calnexin. Dac N-glicozilarea este inhibat de tunicamicin, reacia nu mai are loc. Asamblarea subunitilor ncepe n paralel cu translaia, segmentul M1 fiind considerat principalul semnal de asamblare. Dup formarea dimerilor sau trimerilor, calnexina se detaeaz de complex.

Canalele tetramerice au propriile semnale de asamblare. Astfel, pe regiunea N-terminal a canalelor Kv (canale de K+ voltage-gated) exist domeniul T1 (reziduurile 83-196) care funcioneaz ca semnal de tetramerizare. Este interesant c diferenele n T1 ntre diferitele clase (de exemplu ntre Kv1 i Kv2) mpiedic formarea de heterotetrameri. Realizarea unei gene himerice, care s preia T1 din alt clas, reface capacitatea de heterotetramerizare.

Anumite regiuni din secvena canalelor determin clusterizarea i traficarea lor. Multe canale au subuniti suplimentare cu rol funcional. De exemplu, canalele KATP conin 4 subuniti KIR6 i 4 subuniti SUR (sulphonylureea receptor). Coexpresia SUR faciliteaz glicozilarea i crete numrul de canale care ajung n membrana celular de 500 ori. Tetramerul KIR6 conine o mic secven C-terminal (RKR) ce previne scoaterea sa din RER. Astfel de secvene, numite semnale de traficare, sunt KKXX citoplasmatic C-terminal sau KDEL luminal. Subunitile SUR mascheaz semnalele RKR i deblocheaz traficarea. Similar, canalele CFTR (cystic fibrosis transmembrane regulator), aparinnd superfamiliei de transportori ABC (ATP-binding cassette), ajut traficul de membran al canalelor epiteliale de Na+ (ENaC) i al altor proteine.

Membranele celulare prezint compartimente funcionale distincte, delimitate cu ajutorul citoscheletului asociat membranei. Interaciunile cu aceast structur ajut la clusterizarea i imobilizarea canalelor. De exemplu, localizarea postsinaptic a receptorilor nicotinici se face cu ajutorul rapsinei, o protein citoplasmatic de 43 KD, iar a receptorilor de glycin i GABAA prin gephyrin. Aceste proteine au fost identificate deoarece rmn ataate de receptori la purificarea lor. O alt protein de ancorare, care menine canalele de Na+ voltage-gated la baza plicilor sarcolemei, prin legare de citoscheletul de spectrin, este ankirina G. Agregarea receptorilor nicotinici pe placa motorie este reglat de agrin, secretat de terminaiile nervoase motorii. Agrina se leag la nivelul laminei bazale a jonciunii neuromusculare, de unde activeaz tirozinkinaza MuSK, ce activeaz un influx de Ca2+, activarea tirozinkinazelor legate de src ce fosforileaz subunitile NAChR.

Un alt mecanism de clusterizare, ntlnit la sinapsele glutamatergice, sunt proteinele cu domenii PDZ multiple. PDZ este un acronim compus din numele a trei reprezentani ce conin astfel de domenii: PSD-95, Drosophila discs large protein, Zonula occludens protein 1. De exemplu, PSD-95 (postsynaptic density protein 95 KD, o guanilatkinaz din familia MAGUK membrane-associated guanylate kinase) conine 3 domenii PDZ. Palmitoilarea captului ei N-terminal o dirijeaz spre membrana celular, unde domeniile PDZ ataeaz capetele C-terminale a dou tipuri de receptori NMDA, Kv1, KIR2, nitric oxid-sintaza neuronal (nNOS), o isoform de Ca2+-ATPaz, neurolignina o protein citoscheletal, etc. Un alt exemplu, GRIP (glutamate receptor interacting protein), cu apte domenii PDZ, leag receptori non-NMDA i alte proteine. CIPP (channel-interacting PDZ-domain protein) leag ASIC3 (acid-sensing ion channel) n neuronii senzitivi din ganglionii spinali.

O interrelaie complex apare n fenomenul de potenare de lung durat (LTP): influxul de Ca2+ prin receptorii NMDA stimuleaz nNOS, ce duce la activarea indirect a receptorilor metabotropi de glutamat (mGluRs), i la clusterizarea lor n vecintatea receptorilor NMDA prin interaciunea GKAP (guanylate kinase associated protein) cu Shank, care se leag de Homer, care se leag de mGluRs. Astfel, receptorii metabotropi pot fi stimulai optimal de glutamatul eliberat n fanta sinaptic, i pot iniia eliberarea de Ca2+ din depozitele intracelulare prin activarea receptorilor de inozitoltrifosfat (IP3Rs).

Traficul vezicular al canalelor ionice se face pe calea RER cisternele Golgi cis, medii i trans, apoi secreia de vezicule ce fuzioneaz cu membrana fie spontan fie n urma activrii printr-un semnal. Membrana este recirculat n compartimentul citoplasmatic prin endocitoza invaginrilor de membran acoperite cu clathrin. De aici proteinele pot relua traficul sau pot fi degradate enzimatic n lizozomi de proteaze i glicozidaze. Pe tot acest traseu proteinele de export sunt sortate n permanen n funcie de stadiul de maturare i nglobate n domenii lipidice lipid rafts (Simons & Ikonen 2000) bogate n sfingolipide, colesterol i caveolin (proteina ce duce la formarea caveolelor, formaiuni de membran descrise electronomicroscopic de GE Palade i E Yamada n anii 50), unde sunt ancorate prin glicofosfoinozitide (ancore GPI), palmitoilare sau diacilare. Un exemplu de sortare i transport diferenial n domenii de membran funcionale sunt circuitele post-Golgi din linia celular MDCK (Madin-Darby canine kidney, provenite din tubul contort proximal). Mecanismul de sortare pentru domeniul apical utilizeaz lipid rafts i, posibil, anexine specifice, iar cel pentru domeniul bazolateral semnale de sortare din cozile citoplasmatice i proteine de acoperire, precum sistemul NSF-SNAP-SNARE-Rab. Glicoproteinele de membran ale virusului gripal i virusului stomatitei veziculoase (VSV) circul mpreun din RER n Golgi, dar aici sunt sortate diferit: proteinele gripale ajung pe membrana apical, iar proteinele VSV pe cea bazolateral. O sortare i mai complex trebuie s aib loc n neuroni, unde exist multiple domenii funcionale: noduri, juxtanoduri, paranoduri, internoduri, terminaii nemielinzate, vezicule sinaptice i zone active. Transportul axonal rapid al veziculelor (3 (m/s sau 10 mm/h) are loc de-a lungul microtubulilor, cu consum de ATP (dealtfel, acesta este mecanismul general de transport vezicular n celule). Exist i un transport axonal retrograd al veziculelor, cu un motor de dynein, utilizat de anumite virusuri neurotrope. 5.3 Fosforilarea/defosforilarea (cile mesagerilor secunzi)

n afara reglrii densitii de canale prin trafic vezicular, activitatea canalelor funcionale poate fi modulat de o serie de semnale extracelulare ce acioneaz pe diverse ci, bine cunoscute n prezent. Conceptul de mesageri secunzi intracelulari a fost dezvoltat de Earl Sutherland n anii 70, pornind de la ncercarea de a explica modul n care glucagonul sau epinefrina stimuleaz glicogenoliza hepatic. Aceast serie de cercetri a dus la descrierea primei cascade de semnalizare intracelular, calea cAMP.

Receptorii cii sunt proteine integrale cu 7 (-helixuri transmembranare, derivate, se pare, din bacteriorhodopsin, numite generic receptori metabotropi (mRs), pentru a le deosebi de canalele ionice activate direct de liganzi, numite receptori ionotropi. ntre helixurile 5 i 6 exist o bucl intracelular care intracioneaz cu subunitatea ( a proteinelor G. Interaciunea ligandului cu receptorul induce o modificare conformaional care se transmite acestei bucle, detand-o de proteina G. O activare prelungit a receptorului metabotrop duce la fosforilarea buclei 5-6 de ctre o kinaz-receptor, n urma creia are loc cuplarea cu arestina, urmat de ndeprtarea receptorului prin endocitoza mediat de clathrin.

Proteinele G (GTP-binding regulatory proteins) au o arhitectur trimeric (subunitile (, (, i () cu reglare allosteric. Subunitile ( i ( sunt ancorate de stratul intern al membranei prin cozi hidrofobe legate covalent, ceea ce le permite o difuzie lateral rapid. Sunbunitatea ( prezint un situs de legare a GDP a crui conformaie este stabilizat de interaciunea cu bucla 5-6 a receptorilor metabotropi. La activarea receptorului, aceast bucl se detaeaz de subunitatea (, inducnd scderea afinitii situsului pentru GDP. Ca urmare, GDP se detaeaz i este nlocuit de GTP. Aceast schimbare duce i la detaarea subunitii ( de complexul ((. Subunitatea ( activat, devenit mobil, continu difuzia lateral pe suprafaa intern a membranei pn cnd ntlnete o protein efectoare, de exemplu adenilatciclaza (AC), de care se leag. Aceast interaciune activeaz AC, care ncepe s converteasc ATP n cAMP, mesagerul secund intracelular al cii. Aceast etap reprezint evident o amplificare a semnalului. Dup un timp se produce hidroliza GTP n GDP, ceea ce scade afinitatea subunitii G( pentru AC i o determin s i reia poziia iniial, cuplat cu receptorul metabotrop i subunitile ((. Detaarea G( de AC poate fi indus i de un factor regulator numit RGS (regulator of G-protein signalling). Exist o diversitate de proteine G implicate n diferite ci de semnalizare. La mamifere au fost identificate cel puin 15 gene pentru subunitatea G(, care interacioneaz cu peste 1500 receptori diferii. Cele mai cunoscute subfamilii sunt Gs (stimulator), Gi (inhibitor), Gq i G12. Prin cuplarea cu receptori diferii, Gs( i Gi( exercit efecte antagonice asupra AC.

Un caz particular de semnalizare prin proteine G se ntlnete la nivelul celulelor pace-maker din miocard, unde canalele de K+ activate de ACh (K(ACh), numite i GIRK) sunt stimulate direct de interaciunea cu subunitile G((, dup eliberarea lor prin activarea receptorului muscarinic de ACh i difuzia lateral pe membran. Activarea K(ACh) duce la hiperpolarizarea membranei i scderea frecvenei de descrcare a celulelor pace-maker, ceea ce explic scderea frecvenei cardiace prin stimularea vagal sau administrarea de ageni colinergici.

n continuarea cii cAMP survine o nou etap de amplificare, declanat de interaciunea acestuia cu protein-kinaza A (PKA). PKA este constituit din 4 subuniti, dou subuniti catalitice (C) i dou subuniti reglatoare (R). Subunitile C se leag de subunitile R pe dou secvene psudosubstrat. Pe proteinele int ele se leag pe secvena Arg/Lys-Arg/Lys-X-Thr/Ser, unde X este un reziduu oarecare i fosforileaz threonina sau serina. Secvena pseudosubstrat de pe subunitile R este asemntoare, dar i lipsete Thr sau Ser. Fiecare subunitate R prezint dou situsuri de legare a cAMP. Cnd aceast reacie are loc, subunitile C se detaeaz i ncep s fosforileze proteinele int, printre care i diferite canale ionice, ceea ce duce la activarea sau inhibiia lor. Activitatea PKA este oarecum localizat prin legarea ei de proteine aparinnd citoscheletului asociat membranei, numite AKAPs (A kinase attachment proteins). Exist dou modaliti de limitare a efectelor cAMP. Prima este deciclizarea sa cu ajutorul enzimei fosfodiesteraz (PD). n plus, proteinele activate prin fosforilare pot fi readuse n starea iniial prin aciunea protein-fosfatazelor (de exemplu fosfataza 1, care este activat de PKA, autolimitnd calea). Fosfataza 1 este inhibat de inhibitorul 1, activ n forma fosforilat. Defosforilarea sa are loc sub aciunea calcineurinei, o serin/threonin fosfataz activat de Ca2+ intracelular.

Exist multiple modaliti de activare a cii cAMP:

toxina holeric activeaz subunitatea Gs( forskolina activeaz AC cofeina, teofilina sau analogul lor sintetic IBMX inhib PD acidul okadaic inhib fosfataza 1, etc.O a doua cale major de semnalizare intracelular este calea fosfatidilinozitoldifosfatului (PIP2). Activarea receptorilor metabotropi transmite semnalul prin subunitatea Gq( care activeaz fosfolipaza C (PLC). Aceasta scindeaz PIP2 n inozitoltrifosfat (IP3), care difuzeaz n citoplasm, i diacilglicerol (DAG) care rmne n membran. IP3 activeaz receptorii IP3 din reticulul endoplasmic (ei sunt canale ionice de tip homotetramer cu 2TM/subunitate), ducnd la eliberarea de Ca2+ din depozite n citoplasm. DAG fixeaz proteinkinaza C (PKC) i contribuie la activarea ei. Exist 9 isoforme de PKC, unele majore, activate de Ca2+ intracelular ((, (1, (2, (), altele minore, activabile n absena Ca2+ ((, (, (). Astfel, pentru isoformele majore semnalul IP3 se combin cu semnalul DAG. PKC activat rmne ataat de membran prin DAG i fosforileaz proteinele int, ntre care i canale ionice. Creterea Ca2+ intracelular duce i la activarea altei proteinkinaze, proteinkinaza Ca2+/CaM-dependent. Calmodulina (CaM) este o protein cu 4 situsuri de legare a Ca2+, care dup activare se leag de PK Ca2+/CaM-dependent i o activeaz la rndul ei. Att ea ct i PKC au o subunitate reglatoare i una catalitic situate pe acelai lan polipeptidic, i nu pe subuniti diferite ca n cazul PKA.

Alt cale de semnalizare intra-, dar mai ales intercelular, este cea a derivailor acidului arahidonic (eicosatetraenoic). Acidul arahidonic este eliberat din PIP2, prin scindarea sa de ctre fosfolipaza A2 (PLA2), activat de subunitatea G?((, eliberat prin cuplarea receptorului metabotrop cu ligandul (de exemplu histamina). Acidul arahidonic este metabolizat pe trei ci, ducnd la sinteza de compui activi liposolubili, ce difuzeaz n celulele nvecinate, acionnd ca hormoni locali (autacoide):

pe calea ciclooxigenazei, enzim inhibat de antiinflamatoarele nesteroidiene NSAID (non-steroid antiinflamatory drugs aspirina i compuii nrudii), cu sinteza de prostaglandine i tromboxani pe calea 5-lipooxigenazei, cu sinteza de leukotriene (derivai ai acidului 5-hidroxieicosatetraenoic 5 HPETE) pe calea 12-lipooxigenazei, cu sinteza de compui activi derivai ai acidului 12-hidroxieicosatetraenoic 12 HPETE.Semnalele transmise de factorii de cretere (epitelial EGF, nervos NGF, fibroblastic FGF, dervat din creier BDNF, insulina, etc.) sunt transmise prin receptorii de tip tirozinkinaz (TyrKR). Acetia au un situs extracelular pentru ligand, un singur (-helix TM, i un situs catalitic intracelular. Dup interaciunea cu ligandul, TyrK dimerizeaz i se autoactiveaz prin fosforilarea ncruciat a unor reziduuri Tyr din subdomeniul catalitic.

Un exemplu de aciune a TyrKR este participarea lor la inactivarea proteinkinazei Src, care reprezint un integrator de semnale intracelulare. Src este compus din 3 domenii: SH3 (N terminal), SH2, i TyrK (C terminal), plus un linker i coada C-terminal. Situsul activ al SH2 interacioneaz cu coada C-terminal i o imobilizeaz cnd tirozina sa este fosforilat de TyrKR. Defosforilarea acestei tirozine elibereaz coada C i reprezint un semnal de activare. Un al doilea semnal este dat de interaciunea SH3 cu o protein activatoare numit Nef, bogat n reziduuri de prolin, ce elibereaz linkerul. La ntrunirea ambelor condiii, o tirozin din situsul activ al subunitii TyrK se fosforileaz i subunitatea devine catalitic activ, fosforilnd la rndul ei alte proteine-int.

O categorie de receptori asemntoare structural sunt receptorii guanililciclaz (GCR) care dup activare produc cGMP. Bine cunoscui n aceast categorie sunt receptorii pentru peptidul natriuretic atrial (PNA). Unele guanililciclaze solubile sunt activate de un mesager secund retrograd, oxidul nitric (NO), produs din L-arginin sub aciunea NO-sintazelor (NOS). Un exemplu este stimularea nNOS din neuronii CA3 hipocampici sub aciunea receptorilor NMDA, discutat anterior.

Trebuie remarcat faptul c efectele mesagerilor secunzi nu sunt strict localizate, ci sunt multiple, ducnd la o serie de aciuni diferite care concureaz la realizarea efectului final: modularea ratei de descrcare a potenialelor de aciune, a transmiterii sinaptice, a diferenierii celulare, etc.

Referine

Anzai N, Deval E, Schaefer L, Friend V, Lazdunski M, Lingueglia E. 2002. The multivalent PDZ domain-containing protein CIPP is a partner of acid-sensing ion channel 3 in sensory neurons. J Biol Chem 277(19):16655-61.

Bergstrm S, Danielsson H, Klenberg D, Samuelsson B. 1962. The enzymatic conversion of essential fatty acids into prostaglandins. J Biol Chem 239:PC4006-PC4008.

Berridge MJ. 1993. Cell signalling. A tale of two messengers. Nature 365(6445):388-9.

Bessereau JL, Laudenbach V, Le Poupon C, Changeux JP. 1998. Nonmyogenic factors bind nicotinic acetylcholine receptor promoter elements required for response to denervation. J Biol Chem 273(21):12786-93.

Colledge M, Froehner SC. 1998. Signals mediating ion channel clustering at the neuromuscular junction. Curr Opin Neurobiol 8(3):357-363.

Dong H, O'Brien RJ, Fung ET, Lanahan AA, Worley PF, Huganir RL. 1997. GRIP: a synaptic PDZ domain-containing protein that interacts with AMPA receptors. Nature 386(6622):279-84.

Duclert A, Changeux JP. 1995. Acetylcholine receptor gene expression at the developing neuromuscular junction. Physiol Rev 75(2):339-68.

Fiedler K, Lafont F, Parton RG, Simons K. 1995. Annexin XIIIb: a novel epithelial specific annexin is implicated in vesicular traffic to the apical plasma membrane. J Cell Biol 128(6):1043-53.

Frydman J. 2001. Folding of newly translated proteins in vivo: the role of molecular chaperones. Annu Rev Biochem 70:603-47.

Jessell TM, Siegel RE, Fischbach GD. 1979. Induction of acetylcholine receptors on cultured skeletal muscle by a factor extracted from brain and spinal cord. Proc Natl Acad Sci U S A 76(10):5397-401.

Johnson AE, van Waes MA. 1999. The translocon: a dynamic gateway at the ER membrane. Annu Rev Cell Dev Biol 15:799-842.

Kordeli E, Ludosky MA, Deprette C, Frappier T, Cartaud J. 1998. AnkyrinG is associated with the postsynaptic membrane and the sarcoplasmic reticulum in the skeletal muscle fiber. J Cell Sci 111(Pt 15):2197-207.

Kornau HC, Schenker LT, Kennedy MB, Seeburg PH. 1995. Domain interaction between NMDA receptor subunits and the postsynaptic density protein PSD-95. Science 269(5231):1737-40.

Li M, Jan YN, Jan LY. 1992. Specification of subunit assembly by the hydrophilic amino-terminal domain of the Shaker potassium channel. Science 257(5074):1225-30.

Moncada S, Palmer RM, Higgs EA. 1991. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev 43:109-142.

Noda M, Furutani Y, Takahashi H, Toyosato M, Tanabe T, Shimizu S, Kikyotani S, Kayano T, Hirose T, Inayama S and others. 1983. Cloning and sequence analysis of calf cDNA and human genomic DNA encoding alpha-subunit precursor of muscle acetylcholine receptor. Nature 305(5937):818-23.

Parton RG. 1996. Caveolae and caveolins. Curr Opin Cell Biol 8(4):542-8.

Pfaffinger PJ, Martin JM, Hunter DD, Nathanson NM, Hille B. 1985. GTP-binding proteins couple cardiac muscarinic receptors to a K channel. Nature 317(6037):536-8.

Seeburg PH, Higuchi M, Sprengel R. 1998. RNA editing of brain glutamate receptor channels: mechanism and physiology. Brain Res Brain Res Rev 26(2-3):217-29.

Sheng M, Pak DT. 2000. Ligand-gated ion channel interactions with cytoskeletal and signaling proteins. Annu Rev Physiol 62:755-78.

Simons K, Ikonen E. 1997. Functional rafts in cell membranes. Nature 387(6633):569-72.

Sutherland EW. 1972. Studies on the mechanism of hormone action. Science 177(47):401-8.

Yun K, Wold B. 1996. Skeletal muscle determination and differentiation: story of a core regulatory network and its context. Curr Opin Cell Biol 8(6):877-89.

Zerangue N, Schwappach B, Jan YN, Jan LY. 1999. A new ER trafficking signal regulates the subunit stoichiometry of plasma membrane K(ATP) channels. Neuron 22(3):537-48.

Fig. 5.1 A, secvena genei subunitii (1 a receptorului nicotinic de ACh uman, cu evidenierea exonilor. B, structura promotorului proximal al (1nAChR la pui, ce include secvenele de legare a pol II, secvenele E pentru MyoD, situsurile Sp1 i GBF. C, un cluster de trei gene pentru subuniti ale NAChR neuronal pe cromozomul 15 uman.

EMBED Equation.3

Fig. 5.2 Interaciunea tetramerului format din KIR6 cu subunitile SUR duce la mascarea secvenelor RKR de retenie n reticulul endoplasmic (marcate cu R n imagine) i la exprimarea canalelor KATP pe membrana celulei.

Fig. 5.3 Proteine care contribuie la formarea domeniilor membranare la nivelul plcii motorii. ARIA/neuregulin activeaz sinteza de canale i proteine asociate prin tirozinkinaza ErbB. Agrina activeaz tirozinkinaza MuSK ce duce la agregarea nAChR la suprafa, unde sunt meninui prin rapsyn. Canalele de Na+ legate de citoscheletul de spectrin prin ankyrin se aglomereaz n pliurile membranei.

Fig. 5.4 Agregarea receptorilor NMDA. Subunitile NR2 se leag de PSD-95, ataat de membran prin grupri palmitoil. Captul C terminal prezint domenii cu activitate SH3 (S) i guanilat kinaz (GK). O serie de proteine interacionez cu PSD-95, printre care GKAP (guanylate kinase associated protein), nNOS (nitric oxid sintaza neuronal), Fyn (o tirozinkinaz), etc.

Fig. 5.5 Dou ci distincte de trafic vezicular la nivelul celulelor MDCK (a) i fibroblastelor (b). Calea lipid rafts i anexinelor (rou) pentru domeniul apical al celulelor MDCK, i calea cu semnale de sortare intracitoplasmatice, de exemplu sistemul NSF-SNAP-SNARE-Rab (albastru), pentru domeniul bazolateral (din Simons & Ikonen 1997).

Fig. 5.6 Dou dintre cele mai cunoscute ci de semnalizare intracelular. n stnga, calea cAMP - PKA, cu dou sisteme de proteine G, activatoare sau inhibitoare ale adenilatciclazei. n dreapta, calea PIP2, scindat de fosfolipaza C n IP3 (citoplasmatic) i DAG (legat de membran). DAG i Ca2+ eliberat din reticulul endoplasmic sub aciunea IP3 contribuie mpreun la activarea PKC.

Fig. 5.7 Semnalizare direct prin proteine G. La nivelul celulelor pace-maker din miocard, activarea receptorilor muscarinici de ctre ACh duce la detaarea subunitilor G((, care prin difuzie lateral rapid activeaz GIRK. Efectul apare n patchuri cell-attached la aplicarea ACh n pipet, dar nu i n soluia din baie.

_1120913848.unknown