La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Regolazione della funzione dei canali ionici canale ionico Recettore Enzima effettore 2 o messaggero ? Meccanismi potenziali di modulazione di un canale.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Regolazione della funzione dei canali ionici canale ionico Recettore Enzima effettore 2 o messaggero ? Meccanismi potenziali di modulazione di un canale."— Transcript della presentazione:

1

2 Regolazione della funzione dei canali ionici canale ionico Recettore Enzima effettore 2 o messaggero ? Meccanismi potenziali di modulazione di un canale ionico

3 Possibile meccanismo di regolazione di un canale mediante produzione di un 2 o messaggero citoplasmatico canale proteina regolatrice fosforilaz. agonista

4 no ↑ # canali N, no ↑ corr sing canale i ↑ Po di ciascun canale fosforilato Effetti di Whole-Cell e di singolo Canale AUMENTO DELLA CORRENTE DI Ba 2+ ANDAMENTO TEMPORALE DELLA MODULAZIONE I = i·N·P

5 La struttura dei canali HCN Ciascuna delle 4 subunità presenta: 6-DTM come i canali Kv S4 riconosciuto come sensore del voltaggio per l'elevata presenza di residui carichi positivamente motivo GYG nel linker S5-S6, tipico del filtro di selettività dei canali Kv nel C-terminale è presente un dominio CNB come nei canali CNG si pensa che i canali siano formati da TETRAMERI come i canali Kv indietro Appartengono alla classe dei canali HCN: “canali cationici attivati dall’iperpolarizzazione”. Vengono attivati alla fine di ogni pda, quando la membrana si iperpolarizza. La loro apertura genera una corrente entrante che, depolarizzando la membrana, produce il prepotenziale, quindi il pda successivo.

6 Modulazione dei Canali “f” Di grande importanza è la “modulazione” (variazione della sensibilità al voltaggio) dei canali f operata dall’orto- e dal para-simpatico tramite i rispettivi neurotrasmettitori. Modulando i canali f, l’orto- ed il para-simpatico regolano la frequenza cardiaca (!!), come se fossero l’uno l’acceleratore e l’altro il freno di un’automobile. Questi neurotrasmettitori agiscono su recettori accoppiati a proteine-G e fanno rispettivamente aumentare e diminuire il livello intracellulatre di AMPc. I canali f sono voltaggio-dipendenti, ma anche chemio-dipendenti (dal versante intracellulare), una condizione tutt’altro che infrequente.

7 Innervazione ortosimpatica del cuore ORIGINE: corna laterali midollo toracico (T 1 -T 5 ) AZIONE: eccitatoria MEDIATORE: noradrenalina BERSAGLI: 1°: recettori  1 dei miociti ventricolari: ICa↑ (eff. Inotropo positivo) 2°: recettori  1 delle cellule pacemaker del nodo SA MECCANISMO: cAMP↑  (I f e I Ca )↑  frequanza cardiaca↑ (effetto cronotropo positivo) 3°: recettori  1 delle cellule pacemaker del nodo AV MECCANISMO: accelerazione della conduzione del potenziale d’azione attraverso nodo AV e sistema di conduzione (effetto dromotropo positivo, conseguenza dell’e. cronotropo) Significato fisiologico

8 Possibile meccanismo di regolazione di un canale mediante interazione diretta con una proteina G recettoreproteina G canale X agonista Recettore G proteina canale

9 Certi canali K + sono effettori di G i/o Recettore tsqi G proteina enzimacanale effettore La tecnica del patch-clamp, nelle sue varie configurazioni, ha dato un contributo fondamentale a chiarirne il meccanismo d’azione

10 Utilizzo della configurazione di cell-attached per lo studio dei canali al K + muscarinici  Nella modulazione di tale canale non è coinvolto un secondo messaggero intracellulare diffusibile Inoltre: Se la cellula è trattata con PTX non c’è alcuna attività neanche con l’Ach nella pipetta  È probabile che sia coinvolta una proteina G PTX-sensibile (Gi/Go)

11 Effetto delle Tossine Batteriche sulla Trasduzione del Segnale Tossina del colera Vibrio cholerae Tossina della pertosse Bordetella pertussis ADP-ribosilazione di un residuo Arg di G s -  ; attività GTPasica abolita; G s -  bloccata nello stato attivo monomerico ADP-ribosilazione di un residuo Cys di G i -  ; nessuno scambio di GTP; G i -  bloccata nello stato inattivo eterotrimerico

12 Inside-out patch Nella configurazione di inside-out la parte intracellulare della membrana viene a contatto con l’ambiente esterno Amplificatore Cellula Cell-attached patch Inside-out patch trazione vescicola esposizione all’aria

13 Certi canali K + sono effettori di G i/o + neurotr. n = 0 (chiuso) n = 1 (aperto) Recettore tsqi G proteina enzimacanale effettore trasmettitore GTP L’attivazione di G i/o porta al rilascio di G  e G  Configurazione di cell-attached

14 La configurazione di “inside-out” permette l’accesso alla superfice interna della membrana no GTP  no G  n= 0 (chiuso) Nessuna apertura del canale +GTP n = 0 (chiuso) n = 1 (aperto) GTP Configurazione di inside-out L’elettrodo è allontanato dalla cellula per distaccare il patch di membrana Il GTP è importante per attivare questi canali del K

15 Attivazione canali GIRK in Inside-out patch mediante GTP o GTP  S

16 G  i/o +G *  i/o Nessuna apertura del canale L’elettrodo è allontanato dalla cellula per distaccare il patch di membrana Configurazione di inside-out Quale subunità di Gi/Go è coinvolta nella modulazione?

17 +G  n = 0 (chiuso) n = 1 (aperto) G  L’elettrodo è allontanato dalla cellula per distaccare il patch di membrana Configurazione di inside-out Quale subunità di Gi/Go è coinvolta nella modulazione?

18 N. degli eventi Log (tempi di apertura ms)

19 Il canale GIRK si trova in uno stato chiuso C0 in assenza di G . Il legame di G  al canale porterebbe alla transizione al lungo stato chiuso C1, collegato allo stato aperto breve O1. Il legame di un’altra G  al canale porterebbe alla transizione allo stato chiuso breve C2, collegato allo stato aperto lungo O2. Modello cinetico ipotizzato lungobreve lungobreve Gli intervalli chiusi brevi (C2) tendono ad essere preceduti dagli intervalli aperti lunghi (O2) e viceversa, escludendo modelli del tipo:

20 ACh rallenta la velocità del cuore e indebolisce la contrazione M 2 R (muscolo cardiaco) Azione: –Apertura dei canali GIRK Particolarmente importante nel nodo SA delle cellule pacemaker Si sviluppa molto più velocemente ( ms di latenza) di quanto i recettori  -adrenergici ↑ I ca nei miociti Esperimenti di patch-clamp suggeriscono un meccanismo relativamente diretto –Riduzione indiretta della I Ca presinaptica via G o nei neuroni causando iperpolarizzazione –Riduzione diretta delle correnti N-P/Q-type presinaptiche Attivazione dei Recettori Muscarinici M 2

21 Significato fisiologico a livello post-sinaptico Nei neuroni anche l’attivazione di altri recettori a 7 domini transmembrana come as es. i recettori GABA B può attivare canali GIRK Sulla cellula postsinaptica: Apertura di una conduttanza K + (GIRK)  Iperpolarizzazione (PPSI tardivo)

22 Modulazione dei canali del Ca 2+ di tipo N Background: I canali di tipo N (e P/Q) sono particolarmente espressi a livello presinaptico. L’attivazione di questi canali causa un ingresso di calcio che porta al rilascio del neurotrasmettitore. L’attivazione di recettori accoppiati a G-proteine sono in grado di inibire questi canali. Ciò influenza la quantità di neurotrasmettitore liberato e quindi la forza della trasmissione sinaptica.

23 Esperimenti in whole cell perfusione M 2 muscarinici GABA B  e  Oppioidi  -adrenergici Ecc.

24 L’attivazione di recettori a 7 domini transmembrana modula – inibendoli – i canali di tipo N e P/Q Tale inibizione è mimata anche dal GTP-  S indipendentemente dall’attivazione del recettore Una proteina G è coinvolta nel processo di modulazione

25 Se le cellule sono trattate con tossina della pertosse (PTX) l’inibizione mediata dal recettore a 7 DT è trascurabile È coinvolta una proteina G del tipo G i/o

26 In cellule trattate con PTX, l’inibizione dei canali N e P/Q può essere ripristinata in seguito all’iniezione di proteine G esogene del tipo G i/o purificate V r =-70 mV V t =+10 mV t1t1 Contr Ach t3t3 Contr Ach t2t2 Contr Ach % inibizione agonista cellula trattata con PTX

27 Interazione del dimero G  con la subunità  1 di un canale del calcio non-L

28 Esperimenti in whole cell Il legame di G  al canale è voltaggio-dipendente!

29 Canali N-type non modulati Esperimenti in cell attached senza neuromodulatore Attivazione rapida con un pattern di bursting denso Il prepulse non ha effetto sulle caratteristiche del gating o sulla corrente media Latenza alla prima apertura invariata Le distribuzioni dei tempi di apertura e di chiusura sono pure invariate.

30 Canali N-type sotto inibizione in presenza di Ach 50  M Senza prepulse, osserviamo: Ritardo più prolungato rispetto alla prima apertura Aperture brevi e lunghi periodi di chiusura, possono revertire a un bursting denso. Conseguenze: Correnti medie con fase di attivazione lenta Con un prepulse, l’attività del canale è revertita: appare come quella di un canale non inibito

31 Schema cinetico della modulazione inibitoria dei canali del calcio di tipo N  slow =1/(k 1 [G]+k 2 ) G  +


Scaricare ppt "Regolazione della funzione dei canali ionici canale ionico Recettore Enzima effettore 2 o messaggero ? Meccanismi potenziali di modulazione di un canale."

Presentazioni simili


Annunci Google