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=== 内向き整流性カリウムチャネル === | === 内向き整流性カリウムチャネル === | ||
[[内向き整流性カリウム(Kir)チャネル]]は、遅延整流性カリウムチャネルの外向き[[wikipedia:ja:整流|整流]]性と明らかに異なる電位依存性を示し、カリウムの平衡電位E<sub>K</sub>よりも過分極した膜電位でコンダクタンスが増加し内向きカリウム電流を流すカリウムチャネルである(図4)<ref><pubmed>20086079</pubmed></ref>。遅延整流性カリウムチャネルの外向き整流特性はチャネルの電位依存的な活性化によるものだが、Kirチャネルの外向き整流特性は細胞内の[[wikipedia:ja:ポリアミン|ポリアミン]]や[[wikipedia:ja:マグネシウム|マグネシウム]]イオンによる外向き電流のブロックによっておこる。Kirチャネルファミリーのサブユニットの遺伝子がKir1-7サブファミリー、15種類ほど単離されている。Kirチャネルサブユニットによって内向き整流特性の強さは大きく異なる。整流性が強く古典的な内向き整流性カリウム電流を担う[[Kir2]]サブファミリーの他に、整流性が中程度、もしくは殆どなくカリウム輸送などに関わる[[Kir1]]、[[Kir4]]、[[Kir5]]、[[Kir7]]サブファミリー、細胞の[[wikipedia:ja:心臓|心臓]]の[[脳神経 | [[内向き整流性カリウム(Kir)チャネル]]は、遅延整流性カリウムチャネルの外向き[[wikipedia:ja:整流|整流]]性と明らかに異なる電位依存性を示し、カリウムの平衡電位E<sub>K</sub>よりも過分極した膜電位でコンダクタンスが増加し内向きカリウム電流を流すカリウムチャネルである(図4)<ref><pubmed>20086079</pubmed></ref>。遅延整流性カリウムチャネルの外向き整流特性はチャネルの電位依存的な活性化によるものだが、Kirチャネルの外向き整流特性は細胞内の[[wikipedia:ja:ポリアミン|ポリアミン]]や[[wikipedia:ja:マグネシウム|マグネシウム]]イオンによる外向き電流のブロックによっておこる。Kirチャネルファミリーのサブユニットの遺伝子がKir1-7サブファミリー、15種類ほど単離されている。Kirチャネルサブユニットによって内向き整流特性の強さは大きく異なる。整流性が強く古典的な内向き整流性カリウム電流を担う[[Kir2]]サブファミリーの他に、整流性が中程度、もしくは殆どなくカリウム輸送などに関わる[[Kir1]]、[[Kir4]]、[[Kir5]]、[[Kir7]]サブファミリー、細胞の[[wikipedia:ja:心臓|心臓]]の[[脳神経|迷走神経]]依存的な[[wikipedia:ja:徐脈|徐脈]]や抑制性の[[シナプス伝達]]などに関わる[[Gタンパク質制御K]](K<sub>G</sub>)チャネルの分子実体である[[Kir3]]サブファミリーや、[[wikipedia:ja:グルコース|グルコース]]依存的な[[wikipedia:ja:膵臓β細胞|膵臓β細胞]]からの[[wikipedia:ja:インスリン|インスリン]]分泌に関わる[[ATP感受性カリウム]]([[K<sub>ATP</sub>]])チャネルのポア領域も[[Kir6]]サブファミリーのKirチャネルに属する。 | ||
Kirチャネルのサブユニットは二回膜貫通領域と一つのP領域を有し、Kvカリウムチャネルの電位センサードメイン(S1-S4)に相当する部位はもっていない。代わりにN末端、C末端で形成される大きな細胞内領域が特徴である。Kirチャネルサブユニットはホモあるいはヘテロテトラマーを形成し機能する。 | Kirチャネルのサブユニットは二回膜貫通領域と一つのP領域を有し、Kvカリウムチャネルの電位センサードメイン(S1-S4)に相当する部位はもっていない。代わりにN末端、C末端で形成される大きな細胞内領域が特徴である。Kirチャネルサブユニットはホモあるいはヘテロテトラマーを形成し機能する。 | ||
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==== A電流 ==== | ==== A電流 ==== | ||
幅広い周波数で発火することが出来る神経細胞の電気的特性は、脳内の情報処理・情報伝達に極めて役割を果たしている。高周波発火神経細胞は100 Hz程度で発火することができ、成熟した[[脳神経 | 幅広い周波数で発火することが出来る神経細胞の電気的特性は、脳内の情報処理・情報伝達に極めて役割を果たしている。高周波発火神経細胞は100 Hz程度で発火することができ、成熟した[[脳神経|聴神経]]細胞に至っては1000 Hzで発火することができる。そういった高周波数で神経細胞が発火するためには活動電位持続時間が十分短く、且つイオンチャネルの不応期からの素早い回復が必要である。[[A電流]]や[[''I''<sub>to</sub>]]とよばれるカリウムチャネル電流は活動電位中に素早く活性化されその後不活性化され、一過性の外向き電流を流し、活動電位を短く保つ役割をもつ。活動電位後 A電流は一過的に不活性化されているが、他のカリウムチャネルの活性による[[過分極]]によって不活性化から回復し、次の活動電位中に再び活性化する。 | ||
また、A電流が不活性化を受ける膜電位の範囲に静止膜電位が入っており、この電流は静止膜電位において一部不活性化を受けている。このことにより、静止膜電位付近の僅かな膜電位変化でもこの不活性化が制御され、A電流量に影響を及ぼす。例えば、過分極により不活性化が軽減され細胞膜の興奮性が下がる。さらに、[[PKA]]、[[PKC]]、[[MAPK]]、[[ERK]]などによる[[リン酸化]]など[[シグナル伝達]]による制御もよく知られている。このようなことから、神経細胞において小さな、局所的な膜電位変化である[[シナプス]]入力や[[ | また、A電流が不活性化を受ける膜電位の範囲に静止膜電位が入っており、この電流は静止膜電位において一部不活性化を受けている。このことにより、静止膜電位付近の僅かな膜電位変化でもこの不活性化が制御され、A電流量に影響を及ぼす。例えば、過分極により不活性化が軽減され細胞膜の興奮性が下がる。さらに、[[PKA]]、[[PKC]]、[[MAPK]]、[[ERK]]などによる[[リン酸化]]など[[シグナル伝達]]による制御もよく知られている。このようなことから、神経細胞において小さな、局所的な膜電位変化である[[シナプス]]入力や[[GPCR]]を介した代謝性シグナル伝達がこのA電流を介して、膜の興奮性を制御することが可能である。 | ||
[[Kv1.4]], [[Kv3.4]], および[[Kv4]]サブユニットファミリー(Kv4.1-4.3)を細胞に発現させるとカリウムチャネルはA電流を流す(図5、Kv4電流)。その為、これらのサブユニットが生理的に計測されるA電流を担っていると考えられている。 | [[Kv1.4]], [[Kv3.4]], および[[Kv4]]サブユニットファミリー(Kv4.1-4.3)を細胞に発現させるとカリウムチャネルはA電流を流す(図5、Kv4電流)。その為、これらのサブユニットが生理的に計測されるA電流を担っていると考えられている。 |