「塩素チャネル」の版間の差分

英語名: chloride channel、 同義語/関連語: アニオンチャネル、塩素イオンチャネル、クロライドイオンチャネル、Cl^-チャネル

　塩素チャネルとは、細胞膜に組み込まれたイオンチャネルの一種である。塩素チャネルは主に塩化物イオン（Cl^-）を受動的に透過させる。塩素チャネルは、多くの小さなアニオン（Br^-, I^-, NO₃^-、HCO₃^-、SCN-）にも透過性を示し、アニオンチャネルとも呼ばれる。細胞膜の電位・細胞容量・細胞内カルシウムイオン濃度の変化やcAMP依存性のリン酸化反応に応答して開口する塩素チャネルがある。特異的な阻害薬がほとんど無いため、他のイオンチャネルに比べてチャネルの研究が遅れている。その役割は、膜電位や細胞容積の調節などの細胞の基本機能の調節に広く関与する。神経系において最もよく知られた塩素チャネルは、神経細胞の興奮・抑制調節に関与するリガンド作動性塩素チャネル（GABA_A受容体、GABA_C受容体、グリシン受容体）であるが、このチャネルについては他項目（グリシン受容体、GABA受容体）を参照されたい。

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　細胞膜の電位変化に伴い開口する塩素チャネルである。ClCチャネルが属する。ClC-1, -2, -Ka, Kbは形質膜に分布して実際に電位感受性塩素チャネルとして機能するが、細胞内小胞膜に存在するClC-3, -4, -5, -6, -7は、チャネルというよりは、むしろCl^-/H⁺-交換輸送体として機能する。

== カルシウム依存性塩素チャネル（calcium-activated chloride channels) ==

== 容量感受性塩素チャネル (volume-sensitive chloride channels)  ==

　細胞容積の変化に伴い開口する塩素チャネルである。細胞容積調節の際、細胞膨張後の調節性容積減少(regulatory volume decrease)時に開口するチャネルであり、電気生理学的な特徴から容積感受性外向整流性(volume-sensitive outwardly rectifying, VSOR) 塩素チャネルと呼ばれるが、分子実体は明らかになっていない。ClCチャネルの一部が、このチャネルに属すると考えられてきたが、否定的な見解が多い。 　

= <br>構造  =

　ClCチャネルをコードする遺伝子は、Jentschらによりシビレエイ（学名 ''Torpedo marmorata'')の発電器官からクローニングされ、Clc-0と命名された(Jentsch et al, 1990, Nature&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt;2174129&lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;)。現在ほ乳類では9種類の遺伝子（ヒト：''CLCN1, CLCN2, CLCN3, CLCN4, CLCN5, CLCN6, CLCN7, CLCNKA, CLCNKB''）が同定されている。

X線結晶構造解析から同定された全てのClCチャネルの基本構造（右図）は共通し、18のセグメントで構成された複雑なトポロジーを持つ。ClCチャネルは、１つのポアをもつサブユニットタンパク質が２つ会合して二量体を形成するため、計２つのポアを有するDouble-barreledチャネルである。各ポアはイオン選択性やコンダクタンスなどの特性を保持しており、他方のポアの開閉状態に関わらず独立して開閉する。一方で２つのポアは同時にも機能しうる。真核生物のClCタンパク質のC末端には、タンパク質-タンパク質相互作用やチャネルの活性に重要な役割を持つ２つのcystathionine-&amp;beta-synthase (CBS) ドメインが存在する。

=== tweetyファミリー  ===

== CFTR  ==

= <br>機能  =

== 電位依存性塩素チャネル(ClCチャネル) 　 ==

=== ClC-2 　  ===

ClC-2は、細胞膨張時や膜電位の過分極時、細胞外pHの減少によって活性化される内向き整流性塩素チャネルである。神経細胞の興奮性を調節することが示唆されている。ヒトCLCN-2の遺伝子異常は特発性全般性てんかんの原因となることが報告されている。

=== ClC-3  ===

外向き整流性塩素チャネルであるClC-3は一般的にはCl^-/H⁺-交換輸送体として機能して（小胞内にH⁺を蓄積して）、神経伝達物質の放出に関与することが知られる。細胞の種類によっては形質膜で塩素チャネルとして働き、神経細胞の活動を制御する可能性を示唆する報告もある（報告例：海馬神経細胞, Wang et al., 2006, Neuron）。

== カルシウム依存性塩素チャネル ==

　嗅球の感覚神経の嗅毛ではカルシウム依存性塩素チャネルが、におい物質により惹起される脱分極性の電流の発生に関与することが知られる。このGタンパク質共役型受容体の刺激に伴って活性化される塩素チャネルとしてAno1とAno2が重要な役割を担う（Stephan et al, 2009, PNAS）。 　近年小脳バーグマングリアからGABAを放出して小脳顆粒細胞のtonic GABA作用を生じさせる分子もbestrophinファミリーに属する塩素チャネルであることが報告された (Lee et al, 2010, Science&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt;20929730&lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;)。  

== CFTR ==

== 容量感受性塩素チャネル ==

　容積感受性外向整流性(VSOR) 塩素チャネルは、細胞膨張後の調節性容積減少(regulatory volume decrease)に関与する。この塩素チャネルは外向き整流性でI^-の方がCl^-より高いイオン透過選択性を示すが、この特性を持つ塩素チャネルの分子実体はまだ同定されていない。 　

= 発現  =

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※ 注釈 9AC：9-アントラセンカルボン酸 (9-anthracene-carboxylic acid) CPP：3-(4-クロロフェノキシ)プロパン酸 (p-chlorophenoxy-propionic acid) DCPIB：4-(2-butyl-6,7-dichloro-2-cyclopentylindan-1-on-5-yl)oxybutyric acid DIDS：4,4-ジイソチオシアナトスチルベン-2,2-ジスルホン酸, 二ナトリウム塩(4,4′-Diisothiocyanatostilbene-2,2′-disulfonic acid disodium salt hydrate) DNDS：4,4'-ジニトロスチルベン-2,2'-ジスルホン酸二ナトリウム(4,4'-dinitrostilbene-2,2'-disulfonate) NPPB：2-[(3-フェニルプロピル)アミノ]-5-ニトロ安息香 (Nitro-2-(3-phenylpropylamino)benzoic acid) SITS：4-アセチルアミノ-4'-イソチオシアナトスチルベン-2,2'-ジスルホン酸ジナトリウム(4-Acetamido-4′-isothiocyanato-2,2′-stilbenedisulfonic acid disodium salt hydrate) THIP：4,5,6,7-テトラヒドロイソオキサゾロ[5,4-c]ピリジン-3(2H)-オン•塩酸塩(4,5,6,7-Tetrahydroisoxazolo[5,4-c]pyridin-3-ol hydrochloride) TPMPA：(1,2,5,6-テトラヒドロピリジン-4-イル)メチルホスフィン酸((1,2,5,6-Tetrahydropyridin-4-yl)methylphosphinic acid)

<br>参考文献  

<ref>Clayton GH, Staley KJ, Wilcox CL, Owens GC and Smith RL (1998) Developmental expression of ClC-2 in the rat nervous system. Dev Brain Res 108: 307-318</ref><ref>Duran C, Thompson CH, Xiao Q and Hartzell HC (2010) Chloride channels: often enigmatic, rarely predictable. Annu Rev Physiol 72: 95-121</ref><ref>Jentsch TJ, Steinmeyer K and Schwarz G. (1990) Primary structure of Torpedo marmorata chloride channel isolated by expression cloning in Xenopus oocytes. Nature 348: 510-4</ref><ref>Jentsch TJ (2008) CLC chloride channels and transporters: from genes to protein structure, pathology and physiology. Crit Rev Biochem Mol Biol 43: 3-36</ref><ref>Kawasaki M, Uchida S, Monkawa T, Miyawaki A, Mikoshiba K, Marumo F and Sasaki S (1994) Cloning and expression of a protein kinase C-regulated chloride channel abundantly expressed in rat brain neuronal cells. Neuron 12: 597-604.</ref><ref>Lee S, Yoon BE, Berglund K, Oh SJ, Park H, Shin HS, Augustine GJ and Lee CJ. (2010) Channel-mediated tonic GABA release from glia. Science 330: 790-6</ref><ref>Okada Y, Sato K, and Numata T (2009) Pathophysiology and puzzles of the volume-sensitive outwardly rectifying anion channel J Physiol 587: 2141-2149</ref><ref>Piirsoo M, Meijer D and Timmusk T (2009) Expression analysis of the CLCA gene family in mouse and human with emphasis on the nervous system. BMC Dev Biol 9:10</ref><ref>Stephan AB, Shum EY, Hirsh S, Cygnar KD, Reisert J and Zhao H. (2009) ANO2 is the cilial calcium-activated chloride channel that may mediate olfactory amplification. Proc Natl Acad Sci U S A 106: 11776-81</ref><ref>Verkman AS and Galietta LJV (2009) Chloride channels as drug targets. Nat Rev Drug Discov 8: 153-171</ref><ref>Wang XQ, Deriy LV, Foss S, Huang P, Lamb FS, Kaetzel MA, Bindokas V, Marks JD and Nelson DJ. (2006) CLC-3 channels modulate excitatory synaptic transmission in hippocampal neurons. Neuron 52: 321-33</ref><references />