ช่องโพแทสเซียมแบบปรับทิศทางเข้า
โครงสร้างผลึกของช่องโพแทสเซียมแบบปรับทิศทางเข้า
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	รบกวน
พีแฟม	พีเอฟ01007
ตระกูลพีแฟม	ซีแอล0030
อินเตอร์โปร	IPR013521
สโคป2	1n9p / SCOPe / SUPFAM
ทีซีดีบี	1.ก.2
ซูเปอร์แฟมิลี OPM	8
โปรตีน OPM	3SPG
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR013521 PF01007 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR013521 พีเอฟ01007

ช่องโพแทสเซียมแบบปรับทิศทางเข้า ( Kir , IRK ) เป็นกลุ่มย่อยของช่องโพแทสเซียมที่ควบคุมด้วยลิปิด^โดย เฉพาะ จนถึงปัจจุบัน มีการระบุกลุ่มย่อยเจ็ดกลุ่มในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด_[ ^{1 ]}พืช^{[ 2 ]}และแบคทีเรีย^{[ 3 ]} ช่อง เหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยฟอสฟาติดิลอิโนซิทอล 4,5-บิสฟอสเฟต ( _PIP2 )การทำงานผิดปกติของช่องเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโรคหลายชนิด^{[ 4 ] [ 5 ]}ช่อง IRK มีโดเมนรูพรุน ซึ่งคล้ายคลึงกับช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าและส่วนของเยื่อหุ้มเซลล์ ที่อยู่ด้านข้าง (TMS) ช่องเหล่านี้อาจมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ในรูปของโฮโมโอ ลิโกเมอร์ หรือเฮเทอโรโอลิโกเมอร์และแต่ละโมโนเมอร์มี TMS ระหว่าง 2 ถึง 4 ในแง่ของหน้าที่ โปรตีนเหล่านี้ขนส่งโพแทสเซียม (K ⁺ )โดยมีแนวโน้มที่จะดูดซับ K ⁺ มากกว่า ส่งออกK ^{+ [ 3 ]}กระบวนการปรับทิศทางเข้าด้านในถูกค้นพบโดยBernard Katzในเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างในปี พ.ศ. 2492 ^{[ 6 ]}และDenis Nobleในเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจในช่วงปี พ.ศ. 2503 ^{[ 7 ]}

ช่องสัญญาณที่ "ปรับทิศทางการไหลเข้า" คือช่องสัญญาณที่ส่งผ่านกระแสไฟฟ้า (ประจุบวก) ได้ง่ายกว่าในทิศทางเข้าสู่เซลล์มากกว่าในทิศทางออกจากเซลล์ เชื่อกันว่ากระแสไฟฟ้านี้อาจมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาท โดยช่วยรักษาเสถียรภาพของ ศักย์เยื่อหุ้ม เซลล์ ขณะพัก

ตามหลักการแล้ว กระแสไฟฟ้าไหลเข้า (ประจุบวกเคลื่อนที่เข้าสู่เซลล์) จะแสดงในกราฟการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นการเบี่ยงเบนลง ในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหลออก (ประจุบวกเคลื่อนที่ออกจากเซลล์) จะแสดงเป็นการเบี่ยงเบนขึ้น ที่ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นลบเมื่อเทียบกับศักย์ผกผัน ของโพแทสเซียม ช่อง K ⁺ที่ปรับกระแสไฟฟ้าเข้า จะช่วยให้ไอออน K ⁺ที่มีประจุบวกไหลเข้าสู่เซลล์ ทำให้ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์กลับไปสู่ศักย์พักตัว ดังแสดงในรูปที่ 1: เมื่อศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ถูกควบคุมให้เป็นลบเมื่อเทียบกับศักย์พักตัวของช่อง (เช่น -60 mV) กระแสไฟฟ้าไหลเข้า (เช่น ประจุบวกไหลเข้าสู่เซลล์) จะไหลเข้า อย่างไรก็ตาม เมื่อศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ถูกตั้งค่าให้เป็นบวกเมื่อเทียบกับศักย์พักตัวของช่อง (เช่น +60 mV) ช่องเหล่านี้จะปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านน้อยมาก กล่าวคือ ช่องนี้ปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลเข้ามากกว่าไหลออกในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ ช่องเหล่านี้ไม่ใช่ตัวปรับกระแสไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ เนื่องจากสามารถปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลออกได้บ้างในช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงถึงประมาณ 30 mV เหนือศักย์พักตัว

ช่องเหล่านี้แตกต่างจากช่องโพแทสเซียมที่โดยทั่วไปมีหน้าที่ในการทำให้เซลล์กลับสู่สภาวะปกติหลังจากเกิดศักย์ไฟฟ้าเช่น ช่อง โพแทสเซียมแบบดีเลย์เรคติไฟเออร์และ ช่องโพแทสเซียม ชนิด Aช่องโพแทสเซียมที่ "ปกติ" เหล่านี้จะนำกระแสโพแทสเซียมออกไปด้านนอก (มากกว่าด้านใน) ที่ศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ลดลง และอาจถือได้ว่าเป็น "การปรับทิศทางออกไปด้านนอก" เมื่อค้นพบครั้งแรก การปรับทิศทางเข้าด้านในถูกตั้งชื่อว่า "การปรับทิศทางที่ผิดปกติ" เพื่อแยกความแตกต่างจากกระแสโพแทสเซียมที่ออกไปด้านนอก^{[ 8 ]}

ตัวปรับกระแสเข้ายังแตกต่างจากช่องโพแทสเซียมโดเมนรูพรุนคู่ซึ่งส่วนใหญ่รับผิดชอบต่อกระแส K ^{+ ที่ "รั่วไหล" [ 9 ]}ตัวปรับกระแสเข้าบางชนิดที่เรียกว่า "ตัวปรับกระแสเข้าแบบอ่อน" จะนำกระแส K ⁺ ที่วัดได้ออกไป ที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นบวกกับศักยภาพการกลับทิศทางของ K ⁺ (สอดคล้องกับ แต่มีขนาดใหญ่กว่า กระแสขนาดเล็กเหนือเส้น 0 nA ในรูปที่ 1) พวกมันพร้อมกับช่อง "รั่วไหล" จะสร้างศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์ขณะพัก ช่องปรับกระแสเข้าอื่นๆ ที่เรียกว่า "ตัวปรับกระแสเข้าแบบแรง" จะนำกระแสออกไปน้อยมาก และส่วนใหญ่จะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นลบกับศักยภาพการกลับทิศทางของ K ⁺ซึ่งพวกมันจะนำกระแสเข้า (กระแสที่ใหญ่กว่ามากด้านล่างเส้น 0 nA ในรูปที่ 1) ^{[ 10 ]}

ปรากฏการณ์การแก้ไขกระแสเข้าของช่อง K _irเป็นผลมาจากการปิดกั้นที่มีความสัมพันธ์สูงโดยโพลีอะมีน ภายในร่างกาย ได้แก่สเปอร์มีนรวมถึง ไอออน แมกนีเซียมซึ่งอุดรูพรุนของช่องที่ศักย์บวก ส่งผลให้กระแสไหลออกลดลง การปิดกั้นที่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าโดยโพลีอะมีนนี้ส่งผลให้การนำกระแสมีประสิทธิภาพเฉพาะในทิศทางเข้าเท่านั้น แม้ว่าแนวคิดหลักของการปิดกั้นโดยโพลีอะมีนจะเป็นที่เข้าใจ แต่กลไกเฉพาะยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[ 11 ]}

_{ช่อง K ir}ทั้งหมดต้องการฟอสฟาติดิลอิโนซิทอล 4,5-บิสฟอสเฟต (PIP ₂ ) เพื่อการกระตุ้น^{[ 12 ]} PIP ₂จับกับและกระตุ้น K _ir 2.2 โดยตรงด้วยคุณสมบัติคล้ายตัวกระตุ้น^{[ 13 ]}ในแง่นี้ ช่อง K _irเป็นช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์ PIP ₂

ช่อง K _irพบได้ในเซลล์หลายชนิด รวมถึงแมโครฟาจเซลล์หัวใจและไตเม็ดเลือดขาวเซลล์ประสาทและเซลล์บุผนังหลอดเลือด โดยการเป็นตัวกลางในการส่งกระแส K ⁺ ที่ทำให้เกิดการลดศักย์ ไฟฟ้า เล็กน้อยที่ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นลบ ช่องเหล่านี้ช่วยสร้างศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ขณะพัก และในกรณีของ กลุ่ม K _ir 3ช่องเหล่านี้ช่วยเป็นตัวกลางใน การตอบสนองของ สารสื่อประสาท ที่ยับยั้งการทำงาน แต่บทบาทของช่องเหล่านี้ในสรีรวิทยาของเซลล์จะแตกต่างกันไปตามชนิดของเซลล์:

การพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าอาจถูกควบคุมโดย K ^{+ ภายนอก, Mg2 +}ภายใน , ATPภายในและ/หรือโปรตีน Gโดเมน P ของช่อง IRK มีความคล้ายคลึงกันในลำดับที่จำกัดกับโดเมนของตระกูล VIC ตัวปรับกระแสไฟฟ้าเข้ามีบทบาทในการกำหนดศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ และการปิดช่องเหล่านี้เมื่อเกิดการลดศักย์ไฟฟ้าจะทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าแอคชั่นที่มีระยะเวลานานพร้อมระยะราบเรียบ ตัวปรับกระแสไฟฟ้าเข้าขาดเกลียวรับรู้แรงดันไฟฟ้าภายในที่พบในช่องตระกูล VIC หลายช่อง ในบางกรณี เช่น Kir1.1a, Kir6.1 และ Kir6.2 มีการเสนอว่าการโต้ตอบโดยตรงกับสมาชิกของซูเปอร์แฟมิลี ABC จะทำให้คอมเพล็กซ์เฮเทอโรเมอริกมีคุณสมบัติการทำงานและการควบคุมที่เป็นเอกลักษณ์ รวมถึงความไวต่อ ATP ช่องที่ไวต่อ ATP เหล่านี้พบได้ในเนื้อเยื่อต่างๆ ของร่างกาย พวกมันทำให้กิจกรรมของช่องตอบสนองต่ออัตราส่วน ATP/ADP ในไซโตพลาสซึม (ATP/ADP ที่เพิ่มขึ้นจะปิดช่อง) ตัวรับซัล โฟนิลยูเรีย SUR1 และ SUR2 ของมนุษย์(spQ09428 และ Q15527 ตามลำดับ) เป็นโปรตีน ABC ที่ควบคุมทั้งช่อง Kir6.1 และ Kir6.2 ในการตอบสนองต่อ ATP และ CFTR ( TC #3.A.1.208.4 ) อาจควบคุม Kir1.1a ^{[ 16 ]}

โครงสร้างผลึก^{[ 17 ]}และหน้าที่^{[ 18 ]}ของสมาชิกแบคทีเรียในตระกูล IRK-C ได้รับการกำหนดแล้ว KirBac1.1 จากBurkholderia pseudomalleiมีความยาว 333 หน่วยอะมิโนเอซิล (aas) โดยมี TMS สองตัวที่ปลาย N ขนาบข้าง P-loop (หน่วยที่ 1-150) และครึ่งปลาย C ของโปรตีนเป็นแบบชอบน้ำ มันขนส่งแคตไอออนโมโนวาเลนต์ด้วยความเลือกสรร: K ≈ Rb ≈ Cs ≫ Li ≈ Na ≈ NMGM ( N -methyl- D - glucamine ที่ถูกโปรตอน ) กิจกรรมถูกยับยั้งโดย Ba ²⁺ , Ca ²⁺และ pH ต่ำ^{[ 18 ]}

_{ช่อง K ir}มีเจ็ดกลุ่มย่อยโดยระบุเป็น K _ir 1 – K _ir 7 ^{[ 1 ]}แต่ละกลุ่มย่อยมีสมาชิกหลายตัว (เช่น K _ir 2.1, K _ir 2.2, K _ir 2.3 เป็นต้น) ซึ่งมีลำดับกรดอะมิโนที่เกือบจะเหมือนกันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่รู้จัก

ช่อง K _irเกิดจากโปรตีนเมมเบรนแบบโฮโมเตตราเมอ ริก โดยแต่ละหน่วยย่อยของโปรตีนที่เหมือนกันทั้งสี่หน่วยประกอบด้วยอัลฟาเฮลิกซ์ ที่ทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์สองอัน (M1 และ M2) เฮเทโรเตตราเมอริกสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสมาชิกในกลุ่มย่อยเดียวกัน (เช่น K _ir 2.1 และ K _ir 2.3) เมื่อมีการแสดงออกของช่องมากเกินไป

• ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำจากอินซูลินสูงเรื้อรังในวัยทารกมีความเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์แบบยีนด้อยในยีน K _ir 6.2 การกลายพันธุ์บางอย่างของยีนนี้ทำให้ความสามารถของช่องสัญญาณในการควบคุมการหลั่งอินซูลินลดลง ส่งผลให้เกิดภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ
• กลุ่มอาการบาร์ตเตอร์อาจเกิดจากการกลายพันธุ์ในช่อง K _irภาวะนี้มีลักษณะเฉพาะคือไตไม่สามารถนำโพแทสเซียมกลับมาใช้ใหม่ได้ ทำให้ระดับโพแทสเซียมในร่างกาย
• กลุ่มอาการแอนเดอร์เซนเป็นภาวะหายากที่เกิดจากการกลายพันธุ์หลายตำแหน่งของยีน K _ir 2.1 โดยอาจเป็นลักษณะเด่นหรือลักษณะด้อยขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์นั้น ลักษณะเด่นคืออัมพาตเป็นระยะหัวใจเต้นผิดและ ใบหน้า ผิดรูป (ดูเพิ่มเติมที่ KCNJ2 )
• ภาวะเป็นพิษจากแบเรียมมีแนวโน้มที่จะเกิดจากความสามารถของแบเรียมในการปิดกั้นช่อง _{K ir}
• ภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง (โรคหัวใจ)อาจเกี่ยวข้องกับ _{ช่อง ไอออน} K+ การสูญเสียกระแสไอออน K ₊ในเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้แรกๆ ที่ทราบกันดีของการเกิดภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง (จุดเริ่มต้นของโรคหัวใจ)
• ภาวะอัมพาตเป็นระยะจากภาวะไทรอยด์เป็นพิษและโพแทสเซียมต่ำมีความเชื่อมโยงกับการทำงานของ K _ir 2.6 ^{ที่เปลี่ยนแปลงไป [ 19 ]}
• กลุ่มอาการ EAST/SeSAMEเกิดจากการกลายพันธุ์ใน KCNJ10 ^{[ 20 ]}

• ช่องโพแทสเซียมแบบปรับทิศทางเข้าด้านในที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G
• เฮอร์จ
• ฐานข้อมูลการจำแนกประเภทผู้ขนส่ง

• Inward+Rectifier+Potassium+Channelsที่ US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
• "ช่องโพแทสเซียมที่รับไอออนเข้าภายใน"ฐานข้อมูลตัวรับและช่องไอออนของ IUPHARสหภาพระหว่างประเทศด้านเภสัชวิทยาพื้นฐานและคลินิก
• UMich Orientation of Proteins in Membranes families/family-85 - ตำแหน่งเชิงพื้นที่ของช่องโพแทสเซียมแบบปรับทิศทางเข้าในเยื่อหุ้มเซลล์