Canale CNG

Canalele ionice reglementate de nucleotide ciclice (în engleză canale de ioni ciclice cu nucleotide de la care acronimul CNG ) sunt canale ionice dependente de cGMP și cAMP și au un rol fundamental în unele tipuri de transducție senzorială ( fototransducție și transducție olfactivă ) și în dezvoltarea celulelor. Descoperite inițial în celulele care alcătuiesc retina ochiului , canalele de GNC au fost găsite în multe tipuri diferite de celule, atât în regatul animal, cât și în cel vegetal. Canalele CNG au o structură foarte complexă caracterizată prin diferite subunități și domenii capabile să îndeplinească o anumită funcție. Canalele de GNC sunt importante pentru buna funcționare a diferiților stimuli senzoriali, cum ar fi vederea și mirosul , precum și în alte funcții celulare cheie, cum ar fi eliberarea hormonilor și chemotaxia .

Descoperire

Descoperirea canalelor de GNC este legată de descoperirea unor mesageri intracelulari responsabili de medierea răspunsurilor în fotoreceptorii retinieni . Înainte de descoperirea lor, se credea că nucleotidele ciclice joacă un rol în reacțiile de fosforilare . În 1985, prin studii asupra retinei broaștei adaptate la lumină, s-a descoperit că cGMP este capabil să activeze direct canalele ionice ale tijelor într-o manieră dependentă de lumină. ^[1] Canalele de GNC au fost apoi identificate în conuri , în cilii chemosensibili ai neuronilor senzitivi olfactivi și în celulele glandei pineale , creierului , inimii , rinichilor și gonadelor . După identificarea secvenței de aminoacizi , regiunile ADN care codifică canalele CNG au fost donate . Studiile funcționale au permis identificarea unor canale similare în multe alte țesuturi. ^[2] ^[3]

Funcţie

Canalele CNG au funcții importante în transducția semnalului în fotoreceptorii retinieni și neuronii receptorilor olfactivi. Aceste canale sunt activate direct de o combinație de legare nucleotidică ciclică și un eveniment de depolarizare sau hiperpolarizare . Pentru a activa fiecare canal sunt necesare aproximativ 4 nucleotide ciclice. Canalele CNG nu sunt selective și permit circulația liberă a ionilor pozitivi între interiorul și exteriorul celulei care exprimă canalele CNG pe membrana sa. Canalele CNG sunt activate exclusiv de cAMP sau cGMP sau de o combinație a ambelor (cNMP); cu toate acestea, unele tipuri de canale sunt mai selective decât altele. Deși activitatea acestor canale prezintă o dependență mică de diferența de potențial a membranei, acestea sunt încă considerate canale cu tensiune. Procesele de calciu , calmodulină și fosforilare au fost evidențiate ca elemente capabile să moduleze deschiderea canalelor de GNC.

Rolul principal al canalelor de GNC este transducția senzorială în diferite tipuri de țesuturi. Omologii canalelor de GNC din Caenorhabditis elegans , Drosophila melanogaster și Limulus polyphemus au funcții necunoscute. Mutațiile genelor care codifică canalele de GNC determină orbirea culorii și degenerarea retinei; în special, mutațiile subunităților A și B provoacă acromatopsie completă și incompletă. ^[3]

Structura canalelor CNG

Canalele CNG aparțin familiei de canale dependente de tensiune pentru omologia secvenței, chiar dacă de fapt sunt activate doar de nucleotide ciclice. Aceste canale constau din patru subunități ( tetramere ) aranjate pentru a forma un por central; fiecare dintre subunități poate aparține uneia dintre cele două familii sau grupuri genetice definite ca CNGA ( canal alfa cu nucleotide ciclice ) și CNGB ( canal beta cu canale nucleotidice ). Ambele subunități constau din șase segmente transmembranare cu cozi N-terminale și C-terminale intracelulare. Porul canalului este format din aproximativ 20 de aminoacizi și are un diametru de 4-6 Å .

Porul nu are selectivitate ionică reală, de fapt canalele CNG sunt permeabile tuturor cationilor monovalenți și ionilor divalenți. Legarea cu nucleotide ciclice are loc la nivelul cozii C-terminale într-un site numit CNBD. Caracteristică este prezența, doar în unele tipuri de subunități CNGB, a două situsuri de legare în cozile terminale pentru complexul calciu / calmodulină; această legătură este importantă în traducerea olfactivă, deoarece este responsabilă de mecanismul de adaptare la mirosuri; această legătură este de fapt responsabilă pentru scăderea probabilității de deschidere a canalului. ^[4] Multe studii au fost efectuate folosind tehnica de imagistică cu particule unice pentru a înțelege mai bine structura tridimensională a acestui canal.