Natriumkanal

Natriumkanal är ett jonkanalprotein i plasmamembranet som är selektivt permeabelt för natriumjoner (Na+). I nerv- och muskelvävnad är spänningskänsliga natriumkanaler, ofta kallade Nav-kanaler, centrala för att initiera och sprida aktionspotentialer genom snabb Na+-inflöde vid depolarisering följt av snabb inaktivering.

Strukturmässigt består den av en alfa-subenhet som bildar poren och består av fyra homologa domäner (I–IV). Varje domän har sex transmembrana segment (S1–S6) och en porregion. S4 fungerar som voltagestyrd sensor. Selectivity filter i humana Na+-kanaler kännetecknas av ett DEKA-motiv i porregionen. Beta-subenheter kan associeras och reglerar kanalens lokalisering och kinetik samt interaktion med cytoskelett och signalvägar.

Flera isoformer kodas av SCN-genfamiljen (t.ex. SCN1A, SCN2A, SCN3A, SCN4A, SCN5A, SCN8A). Dessa uttrycks olika i centrala och perifera nervsystemet samt i hjärtat och musklerna, och skiljer sig i aktiverings- och inaktiveringskinetik samt farmakologisk känslighet.

Gating innefattar snabb aktivering vid depolarisering följt av snabb inaktivering via en intern länk mellan domänerna III och IV, ofta driven av IFM-motivet. Återgång till vilande tillstånd kräver repolarisering och kanalrefaktivering. Icke-aktiva Na+-strömningar kan bidra till subthreshold excitabilitet och andra fenotyper.

Farmakologi och sjukdomar: Kanaler blockeras av lokalanestetika och antiarytmika. Vissa isoformer är tetrodotoxinsensitiva, medan andra är TTX-resistenta. Mutationer i SCN-genen orsakar sjukdomar som epilepsi (SCN1A), smärtstörningar (SCN9A) och hjärtarytmier (SCN5A).

Forskning: Strukturer kartläggs med cryo-EM och röntgenkristallografi, och prokaryota homologer som NavAb har varit centrala för förståelsen av kanalens pore-formande del och selektivitet.