塩化物チャネル | Anne Marie

概要:塩化物チャネルは、ニューロン、骨格、心臓および平滑筋の興奮性の調節、細胞体積調節、経上皮塩輸送、内部および細胞外コンパートメントの酸性化、細胞周期およびアポトーシス(NiliusおよびDroogmans、2003年にレビュー)の調節を含むプロセスに関与するアニオン選択的チャネルの機能的および構造的に多様なグループである。 トランスミッタゲートGABAおよびグリシン受容体(別の表を参照)を除いて、よく特徴付けられた塩化物チャネルは、電圧感受性ClCサブファミリー、カルシウム活性化チャ 塩化物チャネルの分類に関する公式の勧告は存在しない。 哺乳動物組織からクローニングされた、または哺乳動物組織内で特徴付けられた機能的塩化物チャネルが列挙されている。<5 1 9 7><4 7 0 5>Clcファミリー:哺乳動物Clcファミリー(nilius and Droogmans,2 0 0 3;Chen,2 0 0 5;Dutzler,2 0 0 7;Jentsch,2 0 0 8によりレビュー)は、3つの群に分類される9つのメンバー;Clc−1、Clc−2、HCLC−K A(RCLC−K1)およびHCLC−Kb(RCLC−K2);Clc−3〜Clc−5、およ6と-7。 Barttin(ENSG0 0 0 0 0 1 6 2 3 9 9)、3 2 0アミノ酸2TMタンパク質(Estevez e t a l.,Nucleic acids Res.,Nucleic Acids Res.,NUCLEIC Acids Res.,NUCLEIC Acids Res.,NUCLEIC Acids Res.,NUCLEIC Acids Res.,Nucleic Acids Res.,Nucleic Acids Res.,Nucleic Acids Res.), 2001). CIC−3、Clc−4およびClc−5の局在化は、主に細胞内である可能性が高く、最近の報告は、clc−4、Clc−5およびClc−7(およびClc−3およびClc−6の推論により)が、古典的なCl−チャネ ら、2 0 0 5;Graves e t a l. ら,2 0 0 8;Miller,2 0 0 6;Pusch e t a l., 2006). 細胞内の位置は、Clc−6およびClc−7について実証されている(Jentsch、2 0 0 8によって概説されている)。 代替スプライシングは、ClCファミリー内の構造的多様性を増加させる。 2つの細菌Clcチャネルの結晶構造が記載されている(Dutzler e t a l., 2002). 1 8個の膜内セグメントの複雑なトポロジーを有する各Clcサブユニットは、2つの独立してゲートされた細孔を含む二量体の”二重バレル”Clcチャネルに単一の細孔を寄与し、以前の機能的および構造的調査の予測を確認した(Chen,2 0 0 5;Pusch e t a l.,2 0 0 6)。 2006年、Dutzler、2007年、Jentsch、2008年)。 Clc−4、Clc−5およびClc−7について見出されるように、原核生物Clc同族体(Clc−ec1)は、イオンチャネルとしてではなく、H+/Cl−アンチポーターとして機能する(Accardi and Miller,2 0 0 4)。

Nomenclature ClC-1 ClC-2 ClC-Ka ClC-Kb
Other names skeletal muscle Cl- channel ClC-K1 (rodent) ClC-K2 (rodent)
Ensembl ID ENSG00000186544 ENSG00000114859 ENSG00000186510 ENSG00000184908
Activators Constitutively active Arachidonic acid, amidation, acid-activated omeprazole, lubiprostone (SPI-0211) 恒常的活性(バルティンと共発現時)ニフルミン酸(10-1000μ m) 恒常的活性(バルティンと共発現時)ニフルミン酸(10-1000μ m)
ブロッカー<4 2 3><7 0 7 0>S−(−)CPP、S−(−)CPB、9−A C、Cd2+、Zn2+、ニフルミン酸<4 2 3><7 0 7 0>Gatx2(見かけのKD=−1 0 0mVで1 5pM)、NPPB、DPC、Cd2+、Zn2+<4 2 3>3−フェニル−CPP、DIDS、ベンゾフ7070>3-フェニル-Cpp、Dids、ベンゾフラン誘導体
機能特性 λ=1-1.5pS; 電圧活性化(脱分極)(単一のプロトポアの高速ゲートと両方の細孔が同時に開くことを可能にする遅い共通ゲートによって);内向きに整流;再分極時に不完全な失活、細胞質シスタチオニンβ-シンテターゼ関連(CBS)ドメインへのATP結合は、その酸化還元状態に応じてClC-1を阻害する λ=2-3pS;電圧活性化高速プロトポアと遅い協調ゲーティングによる膜過分極によって;チャネルのみ安定した結果EClに負を開く-細胞の膨張、pkaおよび弱い細胞外のアシドーシスによって活動化させる状態の内部の整流;; SGK1によって増強される;p34(cdc2)/サイクリンBによってリン酸化によって禁じられる;細胞表面の表現および活動はHsp90 ≤=26pSとの連合によって増加した;線形電流–電圧関係;時間依存性無し;細胞外のアシドーシスによって禁じられる;細胞外Ca2+ 双方向の整流によって増強される;時間依存性無し;細胞外のアシドーシスによって禁じられる; potentiated by extracellular Ca2+
Nomenclature ClC-3 ClC-4 ClC-5
Ensembl ID ENSG00000109572 ENSG00000073464 ENSG00000171365
Activators
Blockers Insensitive to DIDS and NPPB Zn2+, Cd2+
Functional characteristics Possibly functions as a Cl-/H+ 活性が増強され、細胞内Ins(3,4,5,6)P4および細胞外アシドーシス Cl-/H+アンチポーターによって阻害された(Picollo and Pusch,2005;Scheel et al. ら,2 0 0 5);極端な外向き整流;正電圧での活性化の中点を有する電圧依存性ゲーティング;細胞外アシドーシスにより阻害される;完全な活性に必要なATP加水分解<4 2 3><7 0 7 0>Cl−/H+アンチポーター(2Cl−:1H+)(Picollo and Pusch,2 0 0 5;Scheel e t a l.,2 0 0 5);Bacillus e t a l.,2 0 0 6;Bacillus e t a l.,2 0 0 7;Bacillus e t a l.,2 0 0 8;Bacillus e t a l.,、2005年;ZifarelliおよびPusch、2009年);極度な外向き整流; 正の電圧での活性化の中間点を持つ電圧依存ゲーティング; potentiated and inhibited by intracellular and extracellular acidosis respectively

Nomenclature ClC-6 ClC-7
Ensembl ID ENSG00000011021 ENSG00000103249
Activators
Blockers
Functional characteristics By homology with ClC-7, a Cl-/H+ antiporter Cl-/H+ antiporter (2Cl-:1H+)(Graves et al. (2008)

Clcチャネルは、透過性配列C l−<2 2 3 9>Br−<2 2 3 9>i−(生理学的pHで)を表示する;Clc−3については、i−<2 2 3 9>Cl−もまた主張されている。 ClC-1は、骨格筋における安静時の膜コンダクタンスの75%を占め、安静時の膜電位で有意な開口確率を有し、膜電位の安定化のために重要である。 S−(−)CPP、A−9−Cおよびニフルミン酸は細胞内で作用し、負電圧での強い阻害および脱分極電位でのブロックの緩和を伴う強く電圧依存性ブロックを表 ら、2 0 0 7年、およびPusch e t a l., 2002). Leiurus quinquestriatus herbareus venom由来のペプチドGatx2によるClc−2の阻害は、直接的な開放チャネル遮断よりもむしろチャネルゲートの阻害を介して起こる可能性が高い(Thompson e t a l., 2009). ClC-2は細胞膨潤によって活性化することができるが、それは体積調節アニオンチャネル(VRAC)に対応していない(下記参照)。 ClC-2の代替の潜在的な生理学的機能は、Planells-CasesおよびJentsch(2009)によってレビューされています。 ヒトClc−K aおよびClc−Kbの機能的発現は、barttinの存在を必要とする(Estevez e t a l. 2001年;Scholl et al., 2006). ClC-Kaのげっ歯類ホモログ(ClC-K1)は、ホモマーとして限られた発現を示していますが、その機能は、電位と単一チャネルコンダクタンスの生理学的範囲でチャネ 2001年;Scholl et al., 2006). 新たに合成されたベンゾフラン誘導体は、両方のCLC-Kアイソフォーム上で同じブロッキング親和性(<10μ m)を示したが、ClC-Kaは、ClC-Kbよりも3-フェニル-CPPおよびDIDSによ, 2008). Clc−3の生物物理学的および薬理学的特性、ならびにタンパク質と内因性VRACとの関係(Guan e t a l.,1 9 9 8,1 9 9 9)を参照されたい。 ら,2 0 0 6;Alekov and Fahlke,2 0 0 8)は、clc−3がCl−/H+交換体およびイオンチャネルの両方として機能し得る可能性により、議論の余地があり、さらに複雑である(Picollo and Pusch,2 0 0 5;Wang e t a l., 2006; AlekovおよびFahlke、2008)。 表に示された機能特性は、ClC-3、ClC-4およびClC-5の間の密接な構造関係と最も一致するものである。 その調節の他の多くの側面があるように、低張溶液に応答して細胞膨潤による異種発現ClC-3の活性化は、論争されています。 CIC-4は、イオンチャネルとして振る舞うスリッページモードと、ユニタリ輸送速度が10倍低い交換モードの二つの輸送モードで動作することができる(Alekov and Fahlke、2009)。 CLC−7はβサブユニットOstm1と会合し、これは前者の安定性を増加させる(Lange e t a l., 2006).

CFTR:CFTR、12TM、ABC型タンパク質は、様々な上皮を横切る正常な流体輸送に関与するcAMP調節上皮細胞膜Clチャネルです。 CFTRの最も一般的な変異(すなわち欠失変異体、Δ F508)は、CFTRの人身売買障害をもたらし、嚢胞性線維症を引き起こす原形質膜への取り込みを減少させる。 形質膜へのトラフィックを行うΔ F508変異を運ぶチャネルは、ゲーティング欠陥を示しています。 アニオンチャネル自体として作用することに加えて、CFTRは、上皮Naチャネル(ENaC)、カルシウム活性化塩化チャネル(CaCC)およびVRACの阻害、外側整流塩化チャネル(ORCC)の活性化、および腎外側髄様カリウムチャネル(ROMK2)のスルホニル尿素感受性の増強を含むいくつかの他のコンダクタンスの調節因子として作用することができる(NiliusおよびDroogmans、2003年にレビューされた)。 CFTRはまた、気道上皮における調節体積減少(RVD)のためのCa2+シグナルを提供するTRPV4を調節する(Arniges e t a l., 2004). CFTRと塩化物-重炭酸交換体SLC26A3(DRA)とSLC26A6(PAT1)の活性は、CFTRの調節(R)ドメインとSCL26トランスポーターのSTASドメイン、CFTRのRドメインのPKA媒介リン酸化によ, 2004).

その他の名称 ABCC7
Ensembl ID ENSG00000001626
増強剤 VX-770、VX-532、フラボン(e.g. UCCF-339, UCCF-029, apigenin, genistein), benzimidazolones (e.g. UCCF-853, NS004), benzoquinolines (e.g. CBIQ), 1,4-dihydropyridines (e.g. felopidine, nimodipine), capsaicin, phenylglycines (e.g. 2–N-(4-isopropylphenyl)-2-phenylacetamide), sulfonamides
Blockers GaTx-1, GlyH-101 (extracellular application causes channel block), CFTRinh-172 (intracellular application prolongs mean closed time), malonic acid hydrazide conjugates (see Verkman and Galietta, 2009), glibenclamide (non-selective)
Functional characteristics γ= 6–10 pS; permeability sequence = Br-≥ Cl- > I- > F-, (PI/PCl= 0.1–0.85); slight outward rectification; 結合ヌクレオチド結合ドメイン(NBD)1と2でATP結合による活性化に必要なリン酸化;積極的にPKCとPKGII(組織特異的)によって調節;SYNTAXIN1A、Munc18とNHERF(EBP50)とCAP70

発現され、潜在的に細胞表面に送達されるタンパク質の量を増加させるためにΔ F5 0 8CFTRの折り畳みを補助する補正剤化合物には、VX−5 3 2(これも増強剤で Leiurus quinquestriatus herbareus venom由来のペプチドGatx1の細胞内適用によるCFTRの阻害は、チャネルの閉鎖状態に対して優先的に起こる(Fuller e t a l., 2007). CFTRはATPに結合する二つの細胞質ヌクレオチド結合ドメイン(NBDs)が含まれています。 単一の開閉サイクルは、順番に、関与すると仮定されます: N−末端NBD1でのATPの結合、C−末端NBD2へのATPの結合は、開状態に関連する分子内NBD1−NBD2二量体の形成をもたらし、NBD2でのその後のATP加水分解は、二量体の解離およびチャネル閉鎖、および新しいゲーティングサイクルの開始を促進する(Aleksandrov e t a l. ることを示した。 細胞質調節(R)ドメイン内のサイトでPKAによるリン酸化は、二つのNBDドメインの相互作用を容易にします。 PKC(およびグアニリン刺激cgmp形成を介した腸上皮細胞内のPKGII)はCFTR活性を積極的に調節する。

カルシウム活性化塩化物チャネル:細胞内カルシウム(CaCC)によって活性化される塩化物チャネルは、多様な機能を果たす興奮性および非興奮性細胞, 2005). Caccの分子的性質は、CLCA遺伝子および最良の遺伝子の両方が候補として考えられているためには不明である(Loewen and Forsythe,2 0 0 5;Hartzell e t a l., 2008). CLCA発現産物は、それ自体チャネルを形成する可能性は低く、おそらく細胞接着タンパク質として機能するか、または分泌されることが現在認められて, 2009). 遺伝子hbest1-4によってコードされるbestrophinsは、イオンチャネルとより一貫したトポロジーを有する(hartzell et al. Ca2+の生理学的濃度によって活性化される塩化物チャネルを形成するが、そのような活性化が直接的であるかどうかは知られていない(Hartzellら、2 0 0 8)。, 2008). しかし、最良の過剰発現によって生成される電流は、ネイティブのCaCC電流には似ていません。 最近、異なる細胞型から記録された天然のCacc電流と同様の動態を有するCa2+活性化C L−電流を産生する新しい遺伝子ファミリー、TMEM1 6(アノクタミン−1)が同定されている(Caputo e t a l. ら、2 0 0 8;Schroeder e t a l. ら、2 0 0 8;Yang e t a l. 2008年;Pifferi et al. ら、2 0 0 9;Rock e t a l., 2009). TMEM1 6のノックアウトは、いくつかの上皮組織においてCaccを廃止する(Yang e t a l., 2008)

Nomenclature CaCC
Other names Ca2+-activated Cl- channel
Activators Intracellular Ca2+
Blockers Niflumic acid, flufenamic acid, DCDPC, DIDS, SITS, NPPB, A-9-C, Ins(3,4,5,6)P4, mibefradil, fluoxetine
Functional characteristics γ= 0.5–5 pS; permeability sequence, SCN- > NO3- > I- > Br- > Cl- > F-; relative permeability of SCN- : Cl-∼8. I- : Cl-≤3、アスパラギン酸塩:Cl-≤0.15、外向き整流(iの増加によって減少);iによる活性化に対する感度は、過分極電位で減少;正の電位で遅い活性化(iの増加によ

ニフルミン酸、DIDSおよび9−A CによるIcl(C A)の遮断は電圧依存性であるが、NPPBによる遮断は電圧非依存性である(Hartzell e t a l., 2005). 細胞外ニフルミン酸、DCDPCおよびA−9−C(ただし、DIDSではない)は、血管平滑筋におけるIcl(C A)に複合効果を発揮し、iに依存する様式で内向きおよび外向きの電流を,2005要約のために). 大コンダクタンスCa2+活性化K+チャネルを有する薬理学においてかなりの交差も存在する(概要については、Greenwood and Leblanc,2 0 0 7を参照)。 2つの新規化合物、Caccinh−A0 1およびCaccinh−B0 1が、最近、T8 4ヒト腸上皮細胞におけるCaccの遮断薬として同定されている(D E L A Fuente e t a l.,2008構造のために). CAMKIIは、組織依存的にCaccを調節する(hartzell e t a l. ら、2 0 0 5;Leblanc e t a l., 2005). CaMKII阻害剤は、T84細胞におけるICl(Ca)の活性化をブロックするが、耳下腺腺房細胞には効果がありません。 気管および動脈平滑筋細胞ではなく門脈筋細胞では、CaMKIIの阻害はICl(Ca)の不活性化を減少させる。 細胞内Ins(3,4,5,6)P4Ca2+、またはCaMKIIによって活性化されたCaCCチャネルの内因性負のレギュレータとして作用することがあります。 平滑筋Caccはまた、Ca2+依存性ホスファターゼ、カルシニューリンによっても積極的に調節される(Leblanc e t a l.,2005要約のために).

Maxi chloride channel:Maxi Clチャネルは、最初は骨格筋を特徴とし、その後、ニューロン、グリア、心筋、リンパ球、分泌および吸収上皮、腎臓の黄斑densa細胞およびヒト胎盤syncytiotrophoblasts(Sabirov and Okada、2009)を含む多くの細胞型に見られる高コンダクタンス、アニオン選択的なチャネルである。 マキシClチャネルの生理学的意義は不明であるが、細胞体積調節とアポトーシスにおける役割が主張されている。 証拠は、プリンによるオートクリンおよびパラクリン信号伝達のために重要であり得るマウス乳腺C127I細胞からのATPの腫脹誘導放出における導電性 ら,2 0 0 1;Dutta e t a l., 2002). 同様のチャネルは、内腔のNacl濃度の変化に応答して、Henleのループの厚い上昇中の濃密黄斑細胞からのATP放出を媒介する(Bell e t a l., 2003). Maxi Clチャネルに似たヒト高コンダクタンスClチャネル(TTYH1-3)のファミリーがクローニングされている(Suzuki and Mizuno、2004)が、代わりに、Maxi Clチャネルはまた、原形質膜で発現される電圧依存性アニオンチャネル、VDACに対応することが示唆されている(Bahamonde et al. 2003年、岡田ら。, 2004).

Nomenclature Maxi Cl-
Other names High-conductance anion channel, volume- and voltage-dependent ATP-conductive large-conductance (VDACL) anion channel
Activators G protein-coupled receptors, cytosolic GTPγS, extracellular triphenylethylene anti-oestrogens (tamoxifen, toremifine), extracellular chlorpromazine and triflupromazine, cell swelling
Blockers SITS, DIDS, NPPB, DPC, intracellular arachidonic acid, extracellular Zn2+ and Gd3+
機能特性 λ=280-430pS(主な状態);透過性シーケンス、I>Br>Cl>F>グルコン酸塩(PCIPCl=≤1.5);ATPは、単一チャネル活性の電圧依存透過ブロッカーである(PATP/PCl=0.08–0.1);パッチ切除0mvのMv、開始確率は鐘形のカーブをもたらすより否定的な、(一般に)肯定的な潜在性で減りました; チャネルの導電率と開口確率は、annexinによって規制されています6

異なるイオン条件は、文献で報告されているγの可変推定値に寄与する可能性がある。 アラキノン酸(およびシス-不飽和脂肪酸)による阻害は、電圧に依存せず、細胞内部位で起こり、チャネル遮断(Kd=4-5μ m)およびγの減少(Kd=13-14μ m)の両方を含む。 SITS、DIDS、Gd3+およびアラキドン酸によるチャネル活性の遮断は、atpの膨潤誘導放出の減少によって並行して行われる(Sabirov e t a l. ら、2 0 0 1);(Dutta e t a l., 2002). 全細胞記録における抗エストロゲンによるチャネル活性化は、細胞内ヌクレオチドの存在を必要とし、1 7β−エストラジオール、ジブトリルcAMP、またはGdp Βによる細胞内透析による前処理によって防止される(Diaz e t a l., 2001). タモキシフェンによる活性化は、低濃度のオカダ酸によって抑制され、タンパク質ホスファターゼPP2Aによる脱リン酸化事象が活性化経路で起こることを示唆している(Diaz et al., 2001). 対照的に、17β-エストラジオールおよびタモキシフェンは、巨大リポソームに再構成され、切除されたパッチに記録されたヒト胎盤のmaxi Clチャネルを直接阻害するようである(Riquelme、2009)。

体積調節塩化物チャネル:体積活性化塩化物チャネル(VSOAC、体積感受性有機オスモライト/アニオンチャネル、VRC、体積調節チャネルおよびVSOR、体積膨張センシング外向き整流アニオンチャネルとも呼ばれる)は、細胞の膨潤に応答してRVDに関与する。 VRACはまた、膜興奮性の調節、細胞内Cl−輸送、血管新生、細胞増殖、壊死、アポトーシス、およびアストロサイトからのグルタミン酸放出を含むいくつかの他のプロセ, 2009). VRACは、単一の実体ではなく、代わりに、異なる組織において可変程度に発現され、細胞腫脹によって差動的に活性化される多数の異なるチャネルを表 Clc−3発現産物(上記参照)に加えて、MDR1p−糖蛋白質、Icln、バンド3陰イオン交換体およびphospholemmanを含むいくつかの元VRAC候補もまた、もはやこの機能を果たす可能性が高いと考えられていない(D’Anglemont d e Tassignyらのレビューを参照のこと)。 ら、2 0 0 3;Nilius and Droogmans,2 0 0 3;Sardini e t a l., 2003).

命名法 VRAC(volume-regulated anion channel)、VSOAC(volume-sensitive organic osmolyte/anion channel)、VRC(volume-regulated channel)、VSOR(volume expansion-sensing outwardly rectifying anion channel))
活性化剤 細胞膨潤、低細胞内イオン強度; GTPγS
Blockers NS3728, DCPIB, clomiphene, nafoxidine, mefloquine, tamoxifen, gossypol, arachidonic acid, mibefradil, NPPB, quinine, quinidine, chromones NDGA, A-9-C, DIDS, 1,9-dideoxyforskolin, oxalon dye (diBA-(5)-C4), extracellular nucleotides, nucleoside analogues, intracellular Mg2+
Functional characteristics γ= 10–20 pS (negative potentials), 50–90 pS (positive potentials); permeability sequence SCN > I > NO3− >Br- > Cl- > F- > gluconate; γの電圧依存性による外向き整流;多くの細胞型ではなく、すべての正の電位で不活性化;正の電位での時間依存性不活性化;細胞内イオン強度は、細胞; いくつかの細胞内シグナル伝達カスケードの腫脹誘導活性化は、Rho-Rhoキナーゼ-MLCK;Ras-Raf-MEK-ERK;PIK3-NOX-H2O2およびSrc-PLCy-Ca2+経路;最適な活性に必要なPKCaによる; β1-インテグリンの直接伸張によって活性化される

一価アニオンを伝導することに加えて、多くの細胞型において、低張刺激によるVRACの活性化は、rvdに寄与し得るアミノ酸およびポリオールなどの有機浸透

その他の塩化物チャネル:ここでは考慮されていないいくつかの細胞内塩化物チャネルに加えて、記載されているもの以外の原形質膜チャネルが機 多くの細胞および組織は、等張条件下で活性なVRACに対応する可能性のあるORCCを含有する。 CFTRに対応しないcAMP活性化Clチャネルは、腸内パネス細胞に記載されている(Tsumura e t a l., 1998). 上昇した細胞内Ca2+への依存性を有するcGMPによって活性化されたClチャネルは、「従来の」Caccとは非常に異なる薬理学を有する種々の血管平滑筋細胞型に記録されている(Matchkov e t a l. ら,2 0 0 4;Piper and Large,2 0 0 4)。 プロトン活性化された外向きに整流するアニオンチャネルも記載されている(Lambert and Oberwinkler、2005)。

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