KCNH2
hERG(KCNH2) jestgenkoji je kodljudinahromosoma 7. Kodiraprotein poznat kaoKv11.1,alfapodjedinicakalijevog jonskog kanala.Ovajionski kanal(ponekad jednostavno označen kao 'hERG') je najpoznatiji po svom doprinosusrčanoj električnoj aktivnosti:hERG kanal posreduje u repolarizirajućojIKrstruji usrčanom akcijskom potencijalu,koja pomaže u koordinaciji otkucaja srca.
Kada je sposobnost ovog kanala da provodi električnu struju krozćelijsku membranuinhibirana ili ugrožena, bilo primjenom lijekova ili rijetkimmutacijamau nekim porodicama,[5]može dovesti do potencijalno fatalnog poremećaja koji se nazivasindrom dugog QTintervala. Suprotno tome,genske mutacijekoje povećavaju struju kroz ove kanale mogu dovesti do povezanog naslijeđenog poremećaja srčanog ritma zvanogsindrom kratkog QT.[6]Brojni klinički uspješni lijekovi na tržištu imali su tendenciju da inhibiraju hERG, produžavajući QT i potencijalno dovodeći do fatalnognepravilnosti otkucaja srca(komorska tahiaritmijazvanatorsades de pointes). Ovo je učinilo inhibiciju hERG važnimanticiljemkoji se mora izbjegavati tokom razvoja lijeka.[7]
hERG je također povezan sa modulacijom funkcija nekih ćelijanervnog sistema[8]and with establishing and maintaining cancer-like features in leukemic cells.[9]
Aminokiselinska sekvenca
[uredi|uredi izvor]Dužinapolipeptidnoglanca je 1.159aminokiselina,amolekulska težina126.655Da.[7]
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MPVRRGHVAP | QNTFLDTIIR | KFEGQSRKFI | IANARVENCA | VIYCNDGFCE | ||||
LCGYSRAEVM | QRPCTCDFLH | GPRTQRRAAA | QIAQALLGAE | ERKVEIAFYR | ||||
KDGSCFLCLV | DVVPVKNEDG | AVIMFILNFE | VVMEKDMVGS | PAHDTNHRGP | ||||
PTSWLAPGRA | KTFRLKLPAL | LALTARESSV | RSGGAGGAGA | PGAVVVDVDL | ||||
TPAAPSSESL | ALDEVTAMDN | HVAGLGPAEE | RRALVGPGSP | PRSAPGQLPS | ||||
PRAHSLNPDA | SGSSCSLART | RSRESCASVR | RASSADDIEA | MRAGVLPPPP | ||||
RHASTGAMHP | LRSGLLNSTS | DSDLVRYRTI | SKIPQITLNF | VDLKGDPFLA | ||||
SPTSDREIIA | PKIKERTHNV | TEKVTQVLSL | GADVLPEYKL | QAPRIHRWTI | ||||
LHYSPFKAVW | DWLILLLVIY | TAVFTPYSAA | FLLKETEEGP | PATECGYACQ | ||||
PLAVVDLIVD | IMFIVDILIN | FRTTYVNANE | EVVSHPGRIA | VHYFKGWFLI | ||||
DMVAAIPFDL | LIFGSGSEEL | IGLLKTARLL | RLVRVARKLD | RYSEYGAAVL | ||||
FLLMCTFALI | AHWLACIWYA | IGNMEQPHMD | SRIGWLHNLG | DQIGKPYNSS | ||||
GLGGPSIKDK | YVTALYFTFS | SLTSVGFGNV | SPNTNSEKIF | SICVMLIGSL | ||||
MYASIFGNVS | AIIQRLYSGT | ARYHTQMLRV | REFIRFHQIP | NPLRQRLEEY | ||||
FQHAWSYTNG | IDMNAVLKGF | PECLQADICL | HLNRSLLQHC | KPFRGATKGC | ||||
LRALAMKFKT | THAPPGDTLV | HAGDLLTALY | FISRGSIEIL | RGDVVVAILG | ||||
KNDIFGEPLN | LYARPGKSNG | DVRALTYCDL | HKIHRDDLLE | VLDMYPEFSD | ||||
HFWSSLEITF | NLRDTNMIPG | SPGSTELEGG | FSRQRKRKLS | FRRRTDKDTE | ||||
QPGEVSALGP | GRAGAGPSSR | GRPGGPWGES | PSSGPSSPES | SEDEGPGRSS | ||||
SPLRLVPFSS | PRPPGEPPGG | EPLMEDCEKS | SDTCNPLSGA | FSGVSNIFSF | ||||
WGDSRGRQYQ | ELPRCPAPTP | SLLNIPLSSP | GRRPRGDVES | RLDALQRQLN | ||||
RLETRLSADM | ATVLQLLQRQ | MTLVPPAYSA | VTTPGPGPTS | TSPLLPVSPL | ||||
PTLTLDSLSQ | VSQFMACEEL | PPGAPELPQE | GPTRRLSLPG | QLGALTSQPL | ||||
HRHGSDPGS |
Struktura
[uredi|uredi izvor]Detaljna atomska struktura za hERG zasnovana narendgenskoj kristalografijijoš nije dostupna, ali strukture su nedavno riješeneelektronskom mikroskopijom.[10]U laboratorijiheterologno eksprimiranhERGkalijski kanalsastoji se od 4 identične alfa-podjedinice, koje formiraju pore kanala krozplazmamembranu.Svaka hERG podjedinica sastoji se od po 6 transmembranskihalfa-heliksa,označenih s S1-S6, spirala pora koja se nalazi između S5 i S6, acitoplazmatskismještenaN-iC-terminal.Heliks S4 sadrži pozitivno nabijenargininskiililizinskiaminokiselinski ostatak na svakoj 3. poziciji i smatra se da djeluje kao senzor osjetljiv na napon, koji omogućava kanalu da odgovori na promjene napona, promjenom konformacija između provodnih i neprovodnih stanja (zvanih 'pristajanje'). Između spirala S5 i S6, postoji vanćelijska petlja (poznata kao 'torola') i 'porina petlja', koja počinje i završava se vanćelijski, ali se uvlači u plazmamembranu; petlja pora za svaku od hERG podjedinica u jednom kanalu biti okrenuta prema pori koja provodi ione i susjedna je odgovarajućim petljama 3 druge podjedinice, a zajedno čine područje selektivnog filtera kanalske pore. Selektivnost sekvence, SVGFG, vrlo je slična onoj sadržanoj u bakterijskimKcsA kanalima.[7]Iako potpunakristalna strukturaza hERG još nije dostupna, pronađena je struktura zacitoplazmatskiN-kraj,za koji se pokazalo da sadržidomen PAS(aminokiselina26-135) koji usporava brzinu deaktivacije.[11]
Funkcija
[uredi|uredi izvor]hERG formira glavni dio jednog od proteina ionskih kanala ('brza' odložena struja ispravljača (IKr) koji provodi kalijeve (kalij|K+]]) jone iz mišićnih ćelija srca (srčani miociti), a ova struja je kritična za pravilno određivanje vremena povratka ustanje mirovanja(repolarizacija) ćelijsku membranu tokom srčanog akciojskog potencijala.[7]Ponekad, kada se govori o farmakološkim efektima lijekova, termini "hERG kanali" i "I"Krse koriste naizmjenično, ali, u tehničkom smislu, "hERG kanale" mogu napraviti samo u laboratoriji; formalno gledano, prirodni kanali u tijelu koji uključuju hERG nazivaju se imenom električne struje koja je izmjerena u tom tipu ćelije, tako da je, naprimjer, u srcu, ispravan naziv "I" 'Kr.Ova razlika u nomenklaturi postaje jasnija u kontroverzi oko toga da li kanali koji provodeIKruključuju druge podjedinice (npr. beta-podjedinice[12]) ili da li kanali uključuju mješavinu različitih tipova (izoformi) hERG-a,[13]but, when the originally-discovered form of hERG[14]se eksperimentalno prenosi u ćelije kojima je prethodno nedostajao hERG (tj.heterolognaekspresija), formira sekalijski ionski kanal,a ovaj kanal ima mnoge karakteristike srčane 'brze' odložene struje ispravljača (IKr),[15][16][17]uključujućiIKr-ovo unutrašnje ispravljanje koje rezultira u kanalu koji proizvodi 'paradoksalnu resurgentnu struju', kao odgovor na repolarizaciju membrane.[18]
Genetika
[uredi|uredi izvor]Mutacije gubitka funkcije u ovom kanalu mogu dovesti dosindroma dugog QT(LQT2), dok mutacije povećanja funkcije mogu dovesti dosindroma kratkog QT.Oba klinička poremećaja proizlaze iz disfunkcije ionskih kanala (tzv.kanalopatija) koja može dovesti do rizika od potencijalno fatalnih srčaniharitmija(npr.torsades de pointes), zbog repolarizacijskih poremećaja srčanog akcijskog potencijala.[15][19]Postoji mnogo višemutacijahERG-a opisanih za sindrom dugog QT nego za sindrom kratkog QT intervala.[5]
Interakcije
[uredi|uredi izvor]Pokazalo se da HERGreagujesa 14-3-3 epsilon proteinom, kodiranimgenomYWHAE.[20]
Također pogledajte
[uredi|uredi izvor]Reference
[uredi|uredi izvor]- ^abcGRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000055118-Ensembl,maj 2017
- ^abcGRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000038319-Ensembl,maj 2017
- ^"Human PubMed Reference:".National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^"Mouse PubMed Reference:".National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^abHedley PL, Jørgensen P, Schlamowitz S, Wangari R, Moolman-Smook J, Brink PA, Kanters JK, Corfield VA, Christiansen M (2009)."The genetic basis of long QT and short QT syndromes: a mutation update".Hum. Mutat.30(11): 1486–511.doi:10.1002/humu.21106.PMID19862833.S2CID19122696.
- ^Bjerregaard, Preben (2. 3. 2018). "The diagnosis and management of short QT syndrome".Heart Rhythm.15(8): 1261–1267.doi:10.1016/j.hrthm.2018.02.034.ISSN1556-3871.PMID29501667.S2CID4519580.
- ^abcdSanguinetti MC, Tristani-Firouzi M (mart 2006). "hERG potassium channels and cardiac arrhythmia".Nature.440(7083): 463–9.Bibcode:2006Natur.440..463S.doi:10.1038/nature04710.PMID16554806.S2CID929837.
- ^Chiesa N, Rosati B, Arcangeli A, Olivotto M, Wanke E (juni 1997)."A novel role for HERG K+ channels: spike-frequency adaptation".J. Physiol.501(2): 313–8.doi:10.1111/j.1469-7793.1997.313bn.x.PMC1159479.PMID9192303. Overholt JL, Ficker E, Yang T, Shams H, Bright GR, Prabhakar NR (2000).Chemosensing at the carotid body. Involvement of a HERG-like potassium current in glomus cells.Adv. Exp. Med. Biol.Advances in Experimental Medicine and Biology.475.str. 241–8.doi:10.1007/0-306-46825-5_22.ISBN978-0-306-46367-9.PMID10849664.
- ^Arcangeli A (2005). "Expression and role of hERG channels in cancer cells".The hERG Cardiac Potassium Channel: Structure, Function and Long QT Syndrome.Novartis Found. Symp.Novartis Foundation Symposia.266.str. 225–32, discussion 232–4.doi:10.1002/047002142X.ch17.ISBN9780470021408.PMID16050271.
- ^Wang W, MacKinnon R (2017)."Cryo-EM Structure of the Open Human Ether-à-go-go-Related K+ Channel hERG".Cell.169(3): 422–430.e10.doi:10.1016/j.cell.2017.03.048.PMC5484391.PMID28431243.
- ^Morais Cabral JH, Lee A, Cohen SL, Chait BT, Li M, Mackinnon R (novembar 1998)."Crystal structure and functional analysis of the HERG potassium channel N terminus: a eukaryotic PAS domain".Cell.95(5): 649–55.doi:10.1016/S0092-8674(00)81635-9.PMID9845367.S2CID15090987.
- ^Weerapura M, Nattel S, Chartier D, Caballero R, Hébert TE (april 2002)."A comparison of currents carried by HERG, with and without coexpression of MiRP1, and the native rapid delayed rectifier current. Is MiRP1 the missing link?".J. Physiol.540(Pt 1): 15–27.doi:10.1113/jphysiol.2001.013296.PMC2290231.PMID11927665.Abbott GW, Goldstein SA (mart 2002)."Disease-associated mutations in KCNE potassium channel subunits (MiRPs) reveal promiscuous disruption of multiple currents and conservation of mechanism".FASEB J.16(3): 390–400.doi:10.1096/fj.01-0520hyp.PMID11874988.S2CID26205057.Abbott GW, Sesti F, Splawski I, Buck ME, Lehmann MH, Timothy KW, Keating MT, Goldstein SA (april 1999)."MiRP1 forms IKr potassium channels with HERG and is associated with cardiac arrhythmia".Cell.97(2): 175–87.doi:10.1016/S0092-8674(00)80728-X.PMID10219239.S2CID8507168.
- ^Jones EM, Roti Roti EC, Wang J, Delfosse SA, Robertson GA (oktobar 2004)."Cardiac IKr channels minimally comprise hERG 1a and 1b subunits".J. Biol. Chem.279(43): 44690–4.doi:10.1074/jbc.M408344200.PMID15304481.Robertson GA, Jones EM, Wang J (2005). "Gating and Assembly of Heteromeric hERG1a/1b Channels Underlying I Kr in the Heart".Gating and assembly of heteromeric hERG1a/1b channels underlying I(Kr) in the heart(PDF).Novartis Found. Symp.Novartis Foundation Symposia.266.str. 4–15, discussion 15–8, 44–5.CiteSeerX10.1.1.512.5443.doi:10.1002/047002142X.ch2.ISBN9780470021408.PMID16050259.
- ^Warmke JW, Ganetzky B (april 1994)."A family of potassium channel genes related to eag in Drosophila and mammals".Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.91(8): 3438–42.Bibcode:1994PNAS...91.3438W.doi:10.1073/pnas.91.8.3438.PMC43592.PMID8159766.Trudeau MC, Warmke JW, Ganetzky B, Robertson GA (juli 1995). "HERG, a human inward rectifier in the voltage-gated potassium channel family".Science.269(5220): 92–5.Bibcode:1995Sci...269...92T.doi:10.1126/science.7604285.PMID7604285.Sanguinetti MC, Jiang C, Curran ME, Keating MT (april 1995)."A mechanistic link between an inherited and an acquired cardiac arrhythmia: HERG encodes the IKr potassium channel".Cell.81(2): 299–307.doi:10.1016/0092-8674(95)90340-2.PMID7736582.S2CID240044.
- ^abSanguinetti MC, Jiang C, Curran ME, Keating MT (1995)."A mechanistic link between an inherited and an acquired cardiac arrhythmia: HERG encodes the IKr potassium channel".Cell.81(2): 299–307.doi:10.1016/0092-8674(95)90340-2.PMID7736582.S2CID240044.
- ^Trudeau MC, Warmke JW, Ganetzky B, Robertson GA (juli 1995). "HERG, a human inward rectifier in the voltage-gated potassium channel family".Science.269(5220): 92–5.Bibcode:1995Sci...269...92T.doi:10.1126/science.7604285.PMID7604285.
- ^Robertson GA, Jones EM, Wang J (2005). "Gating and Assembly of Heteromeric hERG1a/1b Channels Underlying I Kr in the Heart".Gating and assembly of heteromeric hERG1a/1b channels underlying I(Kr) in the heart(PDF).Novartis Found. Symp.Novartis Foundation Symposia.266.str. 4–15, discussion 15–8, 44–5.CiteSeerX10.1.1.512.5443.doi:10.1002/047002142X.ch2.ISBN9780470021408.PMID16050259.
- ^Robertson GA (mart 2000)."LQT2: amplitude reduction and loss of selectivity in the tail that wags the HERG channel".Circ. Res.86(5): 492–3.doi:10.1161/01.res.86.5.492.PMID10720408.
- ^Moss AJ, Zareba W, Kaufman ES, Gartman E, Peterson DR, Benhorin J, Towbin JA, Keating MT, Priori SG, Schwartz PJ, Vincent GM, Robinson JL, Andrews ML, Feng C, Hall WJ, Medina A, Zhang L, Wang Z (2002)."Increased risk of arrhythmic events in long-QT syndrome with mutations in the pore region of the human ether-a-go-go-related gene potassium channel".Circulation.105(7): 794–9.doi:10.1161/hc0702.105124.PMID11854117.
- ^Kagan A, Melman YF, Krumerman A, McDonald TV (Apr 2002)."14-3-3 amplifies and prolongs adrenergic stimulation of HERG K+ channel activity".EMBO J.21(8): 1889–98.doi:10.1093/emboj/21.8.1889.PMC125975.PMID11953308.
Dopunska literatura
[uredi|uredi izvor]- Vincent GM (1998). "The molecular genetics of the long QT syndrome: genes causing fainting and sudden death".Annu. Rev. Med.49:263–74.doi:10.1146/annurev.med.49.1.263.PMID9509262.
- Ackerman MJ (1998)."The long QT syndrome: ion channel diseases of the heart".Mayo Clin. Proc.73(3): 250–69.doi:10.4065/73.3.250.PMID9511785.
- Taglialatela M, Castaldo P, Pannaccione A, Giorgio G, Annunziato L (1998). "Human ether-a-gogo related gene (HERG) K+ channels as pharmacological targets: present and future implications".Biochem. Pharmacol.55(11): 1741–6.doi:10.1016/S0006-2952(98)00002-1.hdl:11566/37313.PMID9714291.
- Bjerregaard P, Gussak I (2005). "Short QT syndrome: mechanisms, diagnosis and treatment".Nat Clin Pract Cardiovasc Med.2(2): 84–7.doi:10.1038/ncpcardio0097.PMID16265378.S2CID10125533.
- Gutman GA, Chandy KG, Grissmer S, Lazdunski M, McKinnon D, Pardo LA, Robertson GA, Rudy B, Sanguinetti MC, Stühmer W, Wang X (2005). "International Union of Pharmacology. LIII. Nomenclature and molecular relationships of voltage-gated potassium channels".Pharmacol. Rev.57(4): 473–508.doi:10.1124/pr.57.4.10.PMID16382104.S2CID219195192.