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Nf02_2015 - Ehling, Petra

Eigenschaften von K2P-Kanälen. Zusammenfassende Darstellung über die regulatorischen, biophysikalischen, physiologischen und pathophysiologischen Eigenschaften der K2P-Kanalfamilie. Mitte: Regulatorische Mechanismen. Die Aktivität von K2P-Kanälen wird von verschiedenen physiologischen Stimuli beeinflusst. Je nach Subfamilie, sind die Kanäle pH-, sauerstoff- und/oder temperatur-sensitiv. Andere reagieren auf mechanische Stimuli (wie z. B. Dehnung der Zellmembran) und/oder werden durch die Bindung von mehrfachungesättigten Fettsäuren und Lysophospholipiden reguliert. Rechts oben: Biophysik. Ein funktioneller K2P-Kanal setzt sich aus zwei Untereinheiten zusammen. Jede Untereinheit hat vier Transmembrandomänen (M1-M4)und zwei Porendomänen (P1-P2). Dabei scheint es zu einem komplexen Austausch der M2-Domänen zwischen den beiden Untereinheiten zu kommen (domain swap; hier nicht dargestellt). Ein aktiver Kanal leitet einen K+-Auswärtsstrom (für Ausnahmen s. Exkurs 2). Manche K2P-Kanäle lassen sich als bei physiologischen Kaliumkonzentrationen als Offengleichrichter (‚open rectifier‘) beschreiben. Bei symmetrischen K+-Konzentration hängt ihr Strom linear von der Membranspannung ab. Rechts unten: Expression. K2P -Kanäle werden in Säugern ubiquitär exprimiert. Im Gehirn sind TASK- und TREK-Kanäle besonders relevant, während TASK-1-Kanäle insbesondere in Kardiomyozyten, TASK-2-Kanäle in den Nieren und TREK-Kanäle in Endothelzellen zu finden sind. Unten: Familienmitglieder. Die K2P-Kanalfamilie umfasst 15 Mitglieder, die sich in 6 Subgruppen aufteilen (TWIK, TASK, TREK, TALK, THIK, TRESK). Links unten: Physiologie. K2P-Kanäle leiten einen K+-Auswärtsstrom, der zur Stabilisierung des Ruhemembranpotenzials beiträgt, eine Hyperpolarisation fördert und somit einer Depolarisation entgegenwirkt. In elektrisch erregbaren Zellen tragen die K2P-Kanäle so zur Regulation der Erregbarkeit bei. Links oben: Pathophysiologie. Für verschiedene Erkrankungen konnte eine Beteiligung der K2P-Kanäle gezeigt werden. Dazu gehören Multiple Sklerose, Schlaganfall, Bluthochdruck, Schlafstörungen und verschiedene onkologische Erkrankungen. MS, Multiple Sklerose.

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