kanalproteiner

Kanalproteiner är en typ av integrala membranproteiner som bildar porer i cellmembranet och reglerar passage av joner och små molekyler över membranet. Genom att tillåta selektiv diffusion längs elektrokemiska gradienter möjliggör de snabba signaler och ämnesutbyte i celler utan att direkt använda energi i form av ATP. Kanalproteiner skiljer sig från transportörer genom att deras konformationsändringar i stor utsträckning öppnar eller stänger en förutbestämd kanal, snarare än att flytta substanser genom målmedveten omväxling.

Strukturmässigt är kanalproteiner oftast starkt hydrofoba transmembrana proteiner som bildar porer eller kanaler. Jonkanaler kan vara tetrameriska eller monomerer som bildar central por, medan poriner hos bakterier ofta är beta-barrel-strukturer som bildar genomsläppliga porer för små molekyler. En viktig egenskap är selektiviteten: vissa kanaler släpper bara specifika joner (som K+, Na+, Ca2+, Cl−), medan andra tillåter vatten genom aquaporiner eller små polära molekyler.

Typiska regleringsmekanismer inkluderar spänningsstyrda kanaler som öppnas vid förändringar i membranpotentialen, ligandstyrda kanaler som öppnas när en ligand binder, och mekanosensitive kanaler som reagerar på membranens mekaniska påfrestningar. Kanalproteiner påverkas också av fosforylering, sekundära budbärare och subenhetsammansättning. Kliniskt är störningar i kanalproteinfunktion kopplade till olika sjukdomstillstånd, så kallade kanalopatier, och vissa kanaler används som mål i läkemedelsutveckling.

Exempel på kanalproteiner inkluderar jonkanaler som Kv/Nav/Cav-familjerna, ligandstyrda jonkanaler som receptorefterliknande jonkanaler, aquaporiner för vattentransport och gap junction-kanaler bildade av connexiner som underlättar cell-till-cell kommunikation. Poriner i bakterier, som OmpF, fungerar som viktiga perifera kanaler i yttre membranet.