proteiinikanavien

Proteiinikanavat ovat solukalvon läpäiseviä proteiineja, jotka muodostavat poreen kalvon läpi. Ne mahdollistavat ionien tai pienikokoisten vesiliukoisten molekyylien passiivisen kulun vastus- ja elektrogradientojen mukaan. Kanavat ovat olennaisia solujen sähköisessä viestinnässä, osmoregulaatiossa ja aineiden siirrossa. Toimintaperiaate eroaa kuljettajista, sillä kanavat ovat tyypillisesti nopeita ja kulussa tapahtuu pienillä konformaatiomuutoksilla.

Ionikanavat muodostavat suurimman osan proteiinikanavista. Niitä säädellään avaamalla ja sulkemamalla jänniteriippuvaisesti (voltage-gated), ligandiherkästi (ligand-gated) tai mekaanisesti aktivoituvina. Ne ovat usein erittäin selektiivisiä tiettyjen ionien suhteen, kuten Na+, K+, Ca2+ tai Cl−. Vesikanavat, kuten aquaporinit, johtavat veden liikettä. Poriinikanavat bakteerien ulkokuorissa mahdollistavat pienten molekyylien kulun suuremmalla poreella. Liitokanavat muodostavat yhteyden solujen välillä ja mahdollistavat sähköisen signaalin suoran siirron.

Kanavien toimintaa säätelevät erilaiset mekanismit: sähköt, ligandit ja mekaaninen paine sekä lipidien koostumus. Gating-mekanismi hallitsee kanavan avautumista ja sulkeutumista. Valikoivuus ja kulun tehokkuus määräytyvät kanavan poreen rakenteen mukaan.

Kanavien toiminnan häiriöt voivat aiheuttaa sairauksia, joita kutsutaan kanavataudeiksi. Esimerkkinä CFTR-kloridikanavan mutaatiot, jotka liittyvät kystiseen fibroosiin. Lääkkeissä kanavien toimintaa voidaan tilapäisesti estää tai aktivoida, esimerkiksi anestesiassa tai verenpaineen hoidossa.

Tutkimuksessa kanavia tutkitaan elektrorfiysiologian (patch-clamp) ja rakenteellisten tekniikoiden kuten cryo-EM sekä X-ray kristallografian avulla, sekä molekulaarisilla simuloinneilla ja fluoresenssitutkimuksilla, jotka valaisevat rakennetta, selektiivisyyttä ja säätelyä.