钾离子通道的通透特异性允许钾离子通过质膜,而阻碍其他离子通透-特别是钠离子。这些通道一般由两部分组成:一部分是通道区,他选择并允许钾离子通过,而阻碍钠离子。另一部分是门控开关,根据环境中的信号而开关通道。
结构展示在蛋白库编号1bl8,展示的是一种细菌的钾离子通道的通道区部分,它由四个同源的跨膜蛋白质组成,在中心部分形成一个选择性的孔洞。钾离子(绿色)以每秒一亿个的速度自由通过。由于特异的选择性,每一万个钾离子通过才允许一个钠离子通过。
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钾离子通道的作用:
所有活细胞都被一层膜包围着,它把细胞内的液态世界与外部环境隔离开。膜质可以有效的阻止小离子通过(而且像蛋白质和核酸这样的大分子也一样),因此为细胞提供了新的机遇:可以根据离子浓度的差异进行快速的信号传导。
首先,细胞可提高其内部的钾离子浓度。而后,由于瞬时刺激膜上的某些通道迅即被打开,钾离子被释放,使得整个细胞的钾离子浓度发生巨大变化,由此产生信号传导。此过程在各种细胞形式中都存在。如细菌细胞,植物细胞和动物细胞。有两个关于离子通道作用的例子:肌肉收缩和神经细胞信号传导。
参考资料来源:百度百科—钾离子通道
没有区别,是一个概念。
易化扩散和离子通道扩散都定义为在质膜上载体蛋白的协助下进行的,顺浓度不消耗能量的转运。这种运输又可以叫做促进扩散或帮助扩散。
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促进扩散的通道:
1、配体门通道
表面受体与细胞外的特定物质结合,引起门通道蛋白发生构象变化,结果使“门”打开,又称离子通道型受体。分为阳离子通道,如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体,和阴离子通道,如甘氨酸和γ-氨基丁酸的受体。
N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。它是由4种不同的亚单位组成的5聚体,总分子量约为290kd。亚单位通过氢键等非共价键,形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构,其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。
Ach门通道具有具有三种状态:开启、关闭和失活。当受体的两个α亚单位结合Ach时,引起通道构象改变,通道瞬间开启,膜外Na⁺内流,膜内K⁺外流。使该处膜内外电位差接近于0值,形成终板电位,然后引起肌细胞动作电位,肌肉收缩。
筒箭毒和α银环蛇毒素可与乙酰胆碱受体结合,但不能开启通道,导致肌肉麻痹。
2、电位门通道
电位门通道是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。
如:神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na⁺通道和K⁺通道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网。
Ca2⁺通道打开引起Ca2⁺外流,引发肌肉收缩。根据对Na⁺、K⁺、Ca2⁺通道蛋白质的结构分析,发现它们一级结构中的氨基酸排列有相当大的同源性,属于同一蛋白质家族,是由同一个远祖基因演化而来。
K⁺电位门通道由四个α亚单位(I-IV)构成,每个亚单位均有6个(S1-S6)跨膜α螺旋节段,N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样β折叠 (P区或H5区),构成通道的内衬,大小可允许K⁺通过。
K⁺通道具有三种状态:开启、关闭和失活。目前认为S4段是电压感受器, S4高度保守,属于疏水片段,但每隔两个疏水残基即有一个带正电荷的精氨酸或赖氨酸残基。S4段上的正电荷可能是门控电荷,当膜去极化时(膜外为负,膜内为正),引起带正电荷的氨基酸残基转向细胞外侧面。
通道蛋白构象改变,“门”打开,大量K⁺外流,此时相当于K⁺的自由扩散。K⁺电位门它和Ach配体门一样只是瞬间开放,然后失活。此时N端的球形结构,堵塞在通道中央,通道失活,稍后球体释放,“门”处于关闭状态。
链霉菌的钾离子通道KcsA也是由四个亚单位构成的,但每个亚基只有两个跨膜片段,结构较为简单。1998年,Roderick MacKinnon 等用X射线衍射技术获得了高分辨的KcsA通道图像,发现离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器中。
选择性过滤器内部形成钾离子特异结合位点,从而只有钾离子能够“排队”通过通道。河豚毒素能阻滞钠通道,毒素带正电荷的胍基伸入钠通道的离子选择性过滤器,和通道内壁上的游离羧基结合,毒素其余部分堵塞通道外侧端,妨碍钠离子进入,导致肌肉麻痹。
3、环核苷酸门通道
与电压门控性通道家族关系密切的是CNG通道,从蛋白质序列来看,它们与电压门钾通道结构相似,也有6个跨膜片段,各为带电荷片段,P区构成孔道内侧,整个通道为四聚体结构。在CNG通道中,细胞内的C末端较长,上面含有环核苷酸的结合位点。
环核苷酸门通道分布于化学感受器和光感受器中,与膜外信号的转换有关。如气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体结合,可激活腺苷酸环化酶,产生cAMP,开启cAMP门控阳离子通道,引起钠离子内流,膜去极化,产生神经冲动,最终形成嗅觉或味觉。
4、机械门通道
目前比较明确的有两类机械门通道,其一是牵拉活化或失活的离子通道,另一类是剪切力敏感的离子通道,前者几乎存在于所有的细胞膜,研究较多的有血管内皮细胞、心肌细胞以及内耳中的毛细胞等,后者仅发现于内皮细胞和心肌细胞。
内耳毛细胞顶部的听毛也是对牵拉力敏感的感受装置,听毛弯曲时,毛细胞会出现暂短的感受器电位。从听毛受力而致听毛根部所在膜的变形,到该处膜出现跨膜离子移动之间,只有极短的潜伏期。
5、水通道
长期以来,普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜。后来发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高,很难以简单扩散来解释。
如将红细胞移入低渗溶液后,很快吸水膨胀而溶血,而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。因此,人们推测水的跨膜转运除了简单扩散外,还存在某种特殊的机制,并提出了水通道的概念。
参考资料来源:百度百科-促进扩散
离子通道就是一个简单的蛋白通道,不结合ATP,离子沿通道顺浓度差跨膜常见的有Na离子通道和K离子通道(动作电位)
离子交换,我知道的只有一个Na-K-ATP酶顾名思义,这个蛋白结合ATP离子逆浓度差跨膜(静息电位的产生),过程中消耗ATP改变酶构象以结合Na或K
离子泵,我也只知道一个,就是H-ATP酶这个酶是高等生物形成ATP的最主要手段膜外高浓度的H离子顺浓度差进入细胞(线粒体),同时酶利用这种势能从ADP及Pi合成ATP(如果细胞(线粒体)内H离子浓度过高,此酶还可以利用ATP将H离子排出)
1、两者含义不同
钾漏通道故名思义就是“漏”钾离子的,胞内比胞外钾离子浓度高30倍,可以通过钾漏通道起到钾离子外流;而钾离子通道就是指通透特异性允许钾离子通过质膜,而阻碍其他离子特别是钠离子通透的通道。
2、两者开放时间不同
钾漏通道由于这个通道平时比较稳定,对外界的刺激不是很感冒,所以钾漏通道一直开放着;而钾离子通道只在刺激发生时打开。
3、两者特点不同
钾漏通道是细胞膜上持续开放的非门控通道,所以在安静状态下,细胞膜对钾离子的通透性就很大,所以静息电位接近钾离子的平衡电位;而钾离子通道特点是门控性,即通道在大多数时候是关闭的,需要一个刺激使其开放。
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通道可分为漏通道和门控通道,离子通道和漏通道并不是并列的概念。漏通道的特点是非门控性,即通道是持续开放的,这部分通道比例占少数。门控通道的特点是门控性,即通道在大多数时候是关闭的,需要一个刺激使其开放。
比如细胞膜两侧电压改变(电压门控),与配体结合后门控开放(化学门控),感受牵拉刺激后开放(机械门口),对应的例子分别是神经轴突的钠离子通道,骨骼肌终板的乙酰胆碱受体,以及耳蜗毛细胞的钾离子通道。
钾离子通道的通透特异性允许钾离子通过质膜,而阻碍其他离子通透,特别是钠离子,这些通道一般由两部分组成:一部分是通道区,他选择并允许钾离子通过,而阻碍钠离子;另一部分是门控开关,根据环境中的信号而开关通道。
参考资料来源:百度百科-钾离子通道
1、L型钙通道:是目前最具药理学意义的一类钙通道。其激活电位为-10mV,激活需要较强的除极;通道被激活后,开放时间长,失活慢,是细胞兴奋过程中外钙离子内流的主要途径。
2、T型钙通道:激活电位为-70mV,激活不需要较强的除极;激活后开放持续时间短,失活快。主要存在于心肌、神经元及血管平滑肌细胞中,参加心肌窦房结与神经元的起搏活动和重复发放,维持细胞自律性,并与低膜电位时钙通道钙的跨膜运动有关,调节细胞的生长与增殖。
3、N型钙通道:强除极时可激活,失活速度中等。目前仅发现存在于神经组织中,主要触发递质的释放。
扩展资料:
1、T型钙通道蛋白是四聚体组成的结构,每个单体即α1亚单位,约含2000个氨基酸,α1中包含四个同源区域(Ⅰ-Ⅳ),每个同源区域包含六个跨膜片段(S1-S6)。
2、通道蛋白的N端和C末端都在细胞内,同时细胞内在Ⅰ_Ⅱ,Ⅱ_Ⅲ和Ⅲ_Ⅳ同源区之间共存在3个连接片段,这就将4个同源区连接起来。每个单体内的S5与S6之间的连接称之为P环序列。
3、通道蛋白孔道由上述四个同源区域构成, 孔道细胞外部分由P环形成,细胞内部分由S6片段连接。孔道螺旋与细胞外S6片段的末端连接够成了钙离子选择性通过滤器。
4、每个同源结构域的S4片段每隔三个氨基酸都有带正电的氨基酸残基,形成了通道的电压感受器,以此结构为基础在膜电位发生变化时可以控制通道的开放和关闭 。
参考资料来源:百度百科-T型钙离子通道
参考资料来源:百度百科-钙离子通道
因为离子通道(Ion channel)是生物电活动的基础目前,我们已知道至少有75种不同的通道存在于各生物体中无论动物还是植物,单细胞生物抑或是多细胞生物,都无一不含有离子通道离子通道是神经、肌肉、腺体等许多组织细胞膜上的基本兴奋单元,它们能产生和传导电信号,具有重要的生理功能离子通道不仅直接与兴奋性相关,并可进一步影响和控制递质释放、腺体分泌、肌肉运动,细胞分裂、生殖,甚至还对学习、记忆和维持细胞体积恒定及内环境稳定起着重要的作用
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