Ιοντικοί Δίαυλοι Ε. Παρασκευά 1

Σχετικά έγγραφα
ΕΙΚΟΝΑ Διαβαθµίσεις ιόντων µεταξύ των δύο πλευρών της κυτταροπλασµατικής µεµβράνης ενός τυπικού κυττάρου θηλαστικών. Οι συγκεντρώσεις Na + και

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Α ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Β ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΣΤΗ ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΗ ΣΥΝΑΨΗ

13. Μεµβρανικοί δίαυλοι και αντλίες

Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση. Σ. Ταραβήρας Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας

Βιοϊατρική τεχνολογία

Σημειώσεις Βιοφυσικής 1

Παθητική και ενεργητική μεταφορά μέσω μεμβρανών

Γνωστική-Πειραµατική Ψυχολογία

Εισαγωγή στην Φυσιολογία

Λείος μυς. Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ. 2017

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΥΔΩΝ ΤΕΦΑΑ/ΔΠΘ ΜΑΘΗΜΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΤΙΚΗΣ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Φατούρος Γ. Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής ΣΥΣΠΑΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

Ηδοµή των λιπαρών οξέων

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Η δομή ιοντικών διαύλων Διδάσκων: Λεκ. Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

ΜΑΘΗΜΑ 2ο ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗ ΤΟΥΝΕΥΡΙΚΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ

Βιολογία. Θετικής κατεύθυνσης. Β λυκείου. ΑΡΓΥΡΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ Βιολόγος 3 ο λύκ. ηλιούπολης

Διαπερατότητα βιολογικών μεμβρανών. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΩΜΑ (I)

Διαπερατότητα βιολογικών μεμβρανών. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Δοµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης Ε. Παρασκευά 0

Μοριακή Bιολογία ΔIAΛEΞΕΙΣ OΔΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

+ - - εκπολώνεται. ΗΛΕΚΤΡΟMYΟΓΡΑΦΗΜΑ

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Φυσιολογία του καρδιαγγειακού συστήματος. Κλειώ Μαυραγάνη

4 o. 5. Κανάλια που Ελέγχονται από Αποθήκες Ασβεστίου 5.1 Κανάλια CRAC 5.2 Κανάλια TRPC ως SOCC

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Θέµατα διάλεξης ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΜΥΪΚΗ ΣΥΣΤΟΛΗ. Τρόποι µετάδοσης των νευρικών σηµάτων. υναµικό Ηρεµίας. Νευρώνας

Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 9. Νευρικό Σύστημα. Δομή και λειτουργία των νευρικών κυττάρων

Ηδοµή των λιπαρών οξέων

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 7-8/ Π.Παπαζαφείρη ΣΥΝΑΨΕΙΣ

Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών. Το κύριο δομικό συστατικό των κυττάρων. Το κύριο λειτουργικό μόριο

Βιοδυναμικά: Ασθενή ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται στους ιστούς των ζωντανών οργανισμών κατά τις βιολογικές λειτουργίες.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

ΒΙΟ492: ΝΕΥΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ

9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ. Νευρώνες

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

Ηεξέλιξη της πολυκυτταρικότητας

ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑ ΑΚ. ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Δίαυλοι: απο το γονίδιο στην εξέλιξη Διδάσκων: Λεκ. Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

Κεφαλαιο 11 ο ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. Νευρικό 1

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

οµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης

ΦΑΡΜΑΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΙΙ. Γενικές έννοιες (Θεωρία υποδοχέων - Αγωνιστής ανταγωνιστής) Σηµεία ράσης Μοριακοί Μηχανισµοί ράσης Φαρµάκων

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Περιοδική υπερκαλιαιμική παράλυση

Διάλεξη 5. Μπράλιου Γεωργία, PhD, Τμήμα Πληροφορικής με Εφαρμογές στη Βιοϊατρική Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Εισαγωγή Διδάσκων: Λέκτορας Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

Ειδικές μέθοδοι ανάλυσης κυτταρικών διεργασιών Επίδραση εξωγενών παραγόντων στη λειτουργία κυτταρικών μεμβράνων

Ηλεκτροφυσιολογία της Κυτταρικής Μεμβράνης

Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ

ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ Ι ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Μεμβρανική Βιοφυσική

Μεθοδολογική προσέγγιση της Βιοηλεκτρικής βάσης του νευρικού ενεργού δυναμικού

ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΝΕΥΡΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΟΝΣΟΥΛΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

Αρχές Ηλεκτροθεραπείας Φυσική του Ηλεκτρισμού Ηλεκτροφυσιολογία Γαλβανικά ρεύματα Παλμικά-εναλλασσόμενα ρεύματα Μαγνητικά πεδία Υπέρηχοι Ακτινοβολιες

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΒΙΟΜΟΡΙΩΝ

ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

ΑΣΚΗΣΗ: MΕΤΡΗΣΗ ΜΕΤΑΣΥΝΑΠΤΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΕ ΤΟΜΕΣ ΙΠΠΟΚΑΜΠΟΥ ΑΡΟΥΡΑΙΟΥ.

ΟΡΜΟΝΕΣ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΟΡΜΟΝΙΚΗ ΔΡΑΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Γενική επισκόπηση των κυττάρων και της κυτταρικής βιολογικής έρευνας. Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2011 Το κύτταρο-μια Μοριακή Προσέγγιση 1

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ:ΔΟΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

Oδοί και μηχανισμοί ευκαρυωτικής μεταγωγής σήματος

Συστήματα επικοινωνίας Ανθρωπίνου σώματος. ενδοκρινολογικό νευρικό σύστημα

MANAGING AUTHORITY OF THE OPERATIONAL PROGRAMME EDUCATION AND INITIAL VOCATIONAL TRAINING ΟΡΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΗ. ΘΑΝΑΣΗΣ ΤΖΙΑΜΟΥΡΤΑΣ, Ph.D., C.S.C.

Πως δουλεύουν οι αισθήσεις?

[1] P Q. Fig. 3.1

Αισθητικοί Υποδοχείς. Ντελής Κων/νος MD, PHD Ρευματολόγος

2. Μεμβρανικά δυναμικά του νευρικού κυττάρου

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Ρύθµιση κυτταρικής λειτουργίας. Μεταγωγή σήµατος

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Νευροφυσιολογία και Αισθήσεις

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Αναστολή αντλίας πρωτονίων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

Φαρμακολογία Τμήμα Ιατρικής Α.Π.Θ.

Ηλίας Ηλιόπουλος Εργαστήριο Γενετικής, Τµήµα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών

Δομή των μυϊκών κυττάρων.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ

Νευρικό σύστημα - εισαγωγή. Μιχάλης Ζωγραφάκης - Σφακιανάκης Νοσηλευτής ΠΕ, M.Sc. Καθηγητής Εφαρμ. Νοσηλευτικής ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

Σκοπός του μαθήματος είναι ο συνδυασμός των θεωρητικών και ποσοτικών τεχνικών με τις αντίστοιχες περιγραφικές. Κεφάλαιο 1: περιγράφονται οι βασικές

Ηλεκτροφυσιολογία της Κυτταρικής Μεμβράνης

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 19/5/2007

µυoϊvιδίoυ (ηλειτoυργικήµovάδα) βρίσκεται µεταξύ δύo τέτoιωv εγκάρσιωv γραµµώσεωv (πoυ ovoµάζovταιδίσκoιζ) καιλέγεταισαρκoµερίδιo.

Βιολογικές μεμβράνες

Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση. Σ. Ταραβήρας Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Β. Να επιλέξετε την ορθή απάντηση αναγράφοντας στον πίνακα της ακόλουθης

Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ 6. ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΣΤΟ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΣΩΜΑ

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΑ & ΔΙΑΛΟΓΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΕΙΣ 4 & 5 (29/2 & 2/3/2016)

Transcript:

Ιοντικοί Δίαυλοι 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 1

Ενδοκυτταρικές & Εξωκυτταρικές συγκεντρώσεις Ιόντων Table 11-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 2

Διαπερατότητα της συνθετικής λιπιδικής διπλοστιβάδας για διάφορα µόρια Figure 11-1 Molecular Biology of the Cell Σχετική διαπερατότητα Figure 11-2 Molecular Biology of the Cell Συντελεστές διαπερατότητα 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 3

Ενεργητική & Παθητική Μεταφορά Figure 11-4a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Η ηλεκτροχηµική κλίση συνδυάζει το δυναµικό της µεµβράνης & την κλίση συγκέντρωσης Figure 11-4b Molecular Biology of the Cell 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 4

Πρωτεΐνες δίαυλοι Διαµεµβρανικές πρωτεΐνες Χασµατο σύνδεσµοι Πορίνες Figure 15-7 Molecular Biology of the Cell Figure 11-3b Molecular Biology of the Cell υδατοπορίνη Ιοντικοί δίαυλοι 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 5

Ιοντικοί δίαυλοι συνδέονται ασθενικά µε τα µόρια που µεταφέρουν σχηµατίζουν έναν υδάτινο πόρο στην κυτταρική µεµβράνη επιτρέπουν τη διέλευση ιόντων, πάντα σύµφωνα µε την κλίση συγκέντρωσης Η µεταφορά µέσω ιοντικών διαύλων είναι ταχύτερη (10 7 ιόντα / sec) δεν επέρχεται κορεσµός Οι κύριες ιδιότητες των ιοντικών διαύλων ü Άγουν ιόντα ü Αναγνωρίζουν και επιλέγουν συγκεκριµένα ιόντα ü Ανοίγουν και κλείνουν αποκρινόµενοι σε ειδικά σήµατα 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 6

Ρύθµιση της Διάνοιξης των Ιοντικών Διαύλων τασοεξαρτώµενοι χηµειοεξαρτώµενοι µηχανοευαίσθητοι Οι ιοντικοί δίαυλοι παραµένουν ανοιχτοί για πολύ σύντοµο χρονικό διάστηµα (msec) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 7

>100 τύποι ιοντικών διαύλων Ιόντα που άγουν Μηχανισµό ρύθµισης Συχνότητα έκφρασης Κυτταρική εντόπιση 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 8

Οι ιοντικοί δίαυλοι είναι υπεύθυνοι για ü την ηλεκτρική διέγερση των µυϊκών κυττάρων ü τη µεταγωγή ηλεκτρικών σηµάτων στο νευρικό σύστηµα ü τη διαµόρφωση της διαφοράς δυναµικού εκατέρωθεν της κυτταρικής µεµβράνης και για τις ταχείες µεταβολές της σε όλα τα κύτταρα 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 9

Δηµιουργία Δυναµικού στην Κυτταρική Μεµβράνη Ζωϊκών Κυττάρων Αντλίες ιόντων Δίαυλοι ιόντων Δίαυλοι Κ+ K + leak channels 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 10

Δίαυλοι Κ+ Εκλεκτικότητα & εξειδίκευση Άγουν τα Κ + 10.000 φορές καλύτερα από τα Na +? Να + < Κ + Η ταχύτητα αγωγής δεν συµβιβάζεται µε ισχυρή σύνδεση ιόντος-διαύλου Καθορισµός της τριτοταγούς δοµής των ιοντικών διαύλων 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 11

The Nobel Prize in Chemistry 2003 The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2003 "for discoveries concerning channels in cell membranes", with one half of the prize to Peter Agre "for the discovery of water channels" and one half of the prize to Roderick MacKinnon "for structural and mechanistic studies of ion channels". The cell's contact with the outer world The wall that separates a cell from its surroundings - the membrane - is not an impermeable shell. It is pierced through by various sorts of channel. The channels consist of proteins, each with its own function. Salt and water are important actors in the chemistry of life. Life on earth, and our own lives, originated in salt water in the oceans and in the womb. Yet only fairly recently have we understood how water molecules and salt ions are transported in and out through the cell walls. Peter Agre Roderick MacKinnon 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 12

Ο δίαυλος Κ+ έχει δοµή ενός «κώνου µέσα σε κώνο» ηθµός Potassium ion channel KcsA 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 13

Figure 2 : The four subunits of the channel are shown in different colors. They surround a central pore, guarded by the selectivity filter made up of the P-loops from each of the subunits. This filter determines the permeability of the pore to different ions. Dotted lines show the approximate position of the cell membrane. 2006 Nature Publishing Group Zagotta, W. N. Membrane biology: Permutations of permeability. Nature 440, 427-429 (2006). All rights reserved. 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 14

Αρνητικά φορτισµένα αµινοξέα Αύξηση της συγκέντρωσης κατιόντων 11.4-potassium_channel.mov 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 15

Μοντέλο λειτουργίας του διαύλου Κ+ 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 16

Ρύθµιση των διαύλων Κ + 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 17

Τύποι διαύλων Κ + Petkov G., Nat. Rev. Urol. 2011 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 18

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 19

Η δοµή ενός διαύλου Κ+ αποκαλύπτει που βασίζεται η εξειδίκευσή του Ρύθµιση Η µεγαλύτερη οµολογία ανάµεσα στους διαύλους Κ+ υπάρχει στην περιοχή του πόρου- περιέχει τον ηθµό εξειδίκευσης το Κ+ περνά 10.000 ευκολότερα από το Να+ 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 20

Οµολογία στην αµινοξική αλληλουχία Μελέτη των υποµονάδων που απαρτίζουν τον ιοντικό δίαυλο 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 21

The amino-acid sequences from a range of ion channels show remarkable similarity in the region of the selectivity filter. Red conserved glycines in the signature sequence TVGYG, found in the potassium ion channel KcsA. Yellow amino acids are chemically similar. As the filter sequence becomes less conserved, the channels lose their selectivity for K + over Na + and become more permeable to Ca 2+. The structure of the nonselective cation channel NaK from Bacillus cereus has been solved and comparison of the selectivity filters of NaK and KcsA (left) provides structural clues to sodium-ion permeability. 2006 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 22

Ρύθµιση της διάνοιξης των ιοντικών διαύλων 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 23

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 24

Οι τασεοεξαρτώµενοι δίαυλοι κατιόντων είναι υπεύθυνοι για τη δηµιουργία δυναµικών ενεργείας στα διεγέρσιµα κύτταρα 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 25

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 26

Διάδοση δυναµικού ενεργείας 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 27

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 28

Η απενεργοποίηση των διαύλων Να+ εµποδίζει τη διάδοση του δυναµικού προς τα πίσω 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 29

Ο νευρωνικός δίαυλος Να+ είναι τασοεξαρτώµενος 1 πολυπεπτίδιο 4 περιοχές Εξειδίκευση του διαύλου Να+ 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 30

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 31

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 32

Απενεργοποίηση του διαύλου Να+ Το µήκος της αλυσίδας καθορίζει το χρόνο που ο δίαυλος παραµένει ανοιχτός Μοντέλο µπάλας - αλυσίδας 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 33

Ιοντικοί Δίαυλοι Ca 2+ ü Μυς Σύζευξη Διέγερσης-Συστολής ü Νευρικό και ενδοκρινικό σύστηµα Σύζευξη Διέγερσης - Έκκρισης Μεγάλο εύρος δράσεων Πολλά γονίδια Διαφορετικοί τύποι διαύλων Ca 2+ 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 34

Ιδιότητες και Τύποι Τασοεξαρτώµενων Διαύλων Ca 2+ Δίαυλος Ιδιότητα L T N P/Q R Κινητική Μεγάλη διάρκεια Υψηλή (>-30mV) στιγµιαίος Χαµηλή (<-30mV) Μεσαία-Μεγάλη διάρκεια Υψηλή (>-30mV) Μεσαία-Μεγάλη διάρκεια Υψηλή (>-30mV) Μεσαία διάρκεια Υψηλή (>-30mV) Θέση Λειτουργία DHP +++ DHP + DHP ω-conotoxin+++ Καρδιά, σκελετικός µυς, νευρώνες, λείος µυς, µήτρα, νευροκρινή κύτταρα Σύζευξη ΕC, µεταγωγή ενδοκυτ. σήµατος Ca Καρδιά, νευρώνες στον εγκέφαλο Τάση ενεργοποίησης Φαρµακολογία Επαναλαµβανό- µενα δυναµικά Προσυναπτική µεµβράνη, δενδρίτες και κυτταρικό σώµα στους νευρώνες, Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστ ή DHP ω-agatoxin IVA +++ Νευρώνες ΚΝΣ Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστ ή DHP ω-agatoxin IIIA +++ νευρώνες Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστ ή Γονίδια a 1s, a 1C, a 1D a 1G a 1B a 1A a 1E (πιθανόν) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 35

Μοντέλο Διαύλου Cl - 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 36

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 37

Μοντέλο Υδατοπορίνης Υδρόφιλα aa Υδρόφοβα aa 4 όµοιες υποµονάδες σχηµατίζουν το δίαυλο (κάθε υποµονάδα σχηµατίζει 1 πόρο στη µεµβράνη) Υδρόφιλα aa: +δεσµοί υδρογόνου µε µόρια H 2 O Υδρόφοβα aa: -δεσµοί υδρογόνου µε µόρια H 2 O Δίοδος H 2 O, αλλά όχι ιόντων 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 38

Fig 3. Passage of water molecules through the aquaporin AQP1. Because of the positive charge at the center of the channel, positively charged ions such as H3O+, are deflected. This prevents proton leakage through the channel. 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 39

Χηµειοεξαρτώµενοι ιοντικοί δίαυλοι Figure 15-16a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 40

Ο νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Διαθεσιµότητα νευροτοξινών που συνδέονται µε µεγάλη συγγένεια µε τον υποδοχέα ακετυλοχολίνης Ξεχωριστή θέση στην ιστορία της µελέτης των ιοντικών διαύλων Ο 1ος ιοντικός δίαυλος που κλωνοποιήθηκε το γονίδιο του καθορίστηκε η αλληλουχία του ανασυγκροτήθηκε σε λιπιδικές διπλοστιβάδες καταγράφηκε ηλεκτρικό σήµα από ένα µόνο δίαυλο καθορίστηκε η δοµή του Δίαυλοι ακετυλοχολίνης στην µετασυναπτική µεµβράνη 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 41

Figure 15-9 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 42

Η ακετυλοχολίνη που απελευθερώνεται από τον προσυναπτικό νευρώνα συνδέεται µε τον υποδοχέα της και προκαλεί το άνοιγµα του διαύλου Επιτρέπεται η διέλευση Νa +, Ca 2+ και Κ + Τα ανιόντα και άλλα κατιόντα αποκλείονται Η διέλευση Νa + είναι ταχεία και δεν παρουσιάζει κορεσµό 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 43

σύνδεση Ach 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 44

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 45

Δοµή Ιοντικών Διαύλων Δίαυλος Κ + Χηµειοεξαρτώµενος δίαυλος (ACh, GABA) Δίαυλος Cl + 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 46

Το ρεύµα ενός ιοντικού διαύλου είναι δυνατόν να µετρηθεί Ένας τυπικός ιοντικός δίαυλος παραµένει ανοιχτός για χιλιοστά του δευτερολέπτου οι βιοχηµικές µέθοδοι δεν επαρκούν Ανάπτυξη νέας µεθοδολογίας Τεχνική καθήλωσης κηλίδων Patch-clump The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1991 Erwin Neher Bert Sakmann "for their discoveries concerning the function of single ion channels in cells" 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 47

Τεχνική καθήλωσης κηλίδων Patch-clump Μέγεθος και διάρκεια ρεύµατος Συχνότητα Επίδραση από παράγοντες (µεµβρανικό δυναµικό, ρυθµιστικοί συνδέτες, τοξίνες) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 48

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 49

Κλωνοποίηση των γονιδίων που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες των ιοντικών διαύλων Έκφραση ανασυνδυασµένων ιοντικών διαύλων Μελέτη της επίδρασης µεταλλάξεων 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 50

Οι δίαυλοι ιόντων που ενεργοποιούνται στη νευροµυϊκή σύναψη 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 51

Η αρχιτεκτονική των χηµειοεξαρτόµενων διαύλων 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 52

Ο υποδοχέας Ν-µεθυλο-D-ασπαραγινικού (NMDA) Ενεργοποίηση από γλουταµινικό Η γλυκίνη δρα ως συνενεργοποητής όµως Η παρουσία του Mg 2+ αποκλείει το δίαυλο Απαιτείται εκπόλωση της µεµβράνης που οδηγεί σε απόµάκρυνση του Mg 2+ 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 53

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 54

ΙΡ3- εξαρτώµενος δίαυλος Ca2+ στο ενδοπλασµατικό δίκτυο Figure 15-39 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 55

Ρύθµιση Ιοντικοί διαύλων από G πρωτείνες 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 56

Ιοντικοί Δίαυλοι και Όραση 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 57

Figure 15-49 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 58

Ιοντικοί Δίαυλοι και Όσφρηση G olf 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 59

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004 Richard Axel and Linda B. Buck for their discoveries of "odorant receptors and the organization of the olfactory system" 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 60

Ιοντικοί Δίαυλοι και Γεύση 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 61

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 62

Μηχανοευαίσθητοι Ιοντικοί Δίαυλοι (a) Mechanosensitive ion channels are gated ion channels that respond to mechanical deformation of the plasma membrane. A mechanosensitive channel is connected to the plasma membrane and the cytoskeleton by hair-like tethers. When pressure causes the extracellular matrix to move, the channel opens, allowing ions to enter or exit the cell. (b) Stereocilia in the human ear are connected to mechanosensitive ion channels. When a sound causes the stereocilia to move, mechanosensitive ion channels transduce the signal to the cochlear nerve. 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 63

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 64

26.11.2015 Ε. Παρασκευά 65

Διαυλοπάθειες Nature Publishing Group Ackerman, M. J. Cardiac channelopathies: it's in the genes. Nature Medicine 10, 463-464 (2004). All rights reserved. 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 66

Ένας ελαττωµατικός ιοντικός δίαυλος προκαλεί Κυστική Ίνωση Συµπτώµατα σε αεραγωγούς και στο γαστρεντερικό σωλήνα Σχηµατισµός υπερβολικής ποσότητας βλέννης Οι ασθενείς πεθαίνουν συνήθως από λοιµώξεις του αναπνευστικού (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa) 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 67

Υπολειπόµενη µετάλλαξη 5% του πληθυσµού είναι φορείς Δίαυλος Cl - 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 68

Φυσιολογικά τα επιθηλιακά κύτταρα ü εκκρίνουν βλέννη µε αντιµικροβιακές ιδιότητες (εκλωβισµός και θάνατος των βακτηρίων) ü αποµακρύνουν τα νεκρά βακτήρια µέσω της κίνησης των κροσσών τους Σε ασθενείς µε CF οι λειτουργίες αυτές είναι αναποτελεσµατικές 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 69

Η πρωτεΐνη CTFR Phe 508 Μεµβρανική πρωτεΐνη Ιοντικός δίαυλος Cl - Η δράση του αυξάνει µέσω φωσφορυλλίωσης σε πολλαπλές θέσεις των πλάγιων αλυσίδων από την εξαρτώµενη από camp κινάση (PKA) Η εξάλειψη της Phe 508 είναι η µετάλλαξη υπεύθυνη για το 70% των περιπτώσεων CF Η πρωτεΐνη δεν έχει σωστή διαµόρφωση και δεν εισέρχεται στη µεµβράνη Άλλες µεταλλάξεις εµποδίζουν την ενεργοποίηση από φωσφορυλλίωση Σε κάθε περίπτωση: Ο δίαυλος Cl - είναι ανενεργός 26.11.2015 Ε. Παρασκευά 70