Struttura e proprietà dei canali del calcio voltaggio-dipendenti

Subunità α1: 4DT→ciascuno: 6 segmenti TM + loop PSubunità βSubunità α2/(Subunità γ)

esterno

interno

GTP

GDP + Pi

αβ γ

Il neurotrasmettitore o l’ormone si lega al recettore

Attiva unaG proteina

β γ

α

Risposta

Effettore:canale

Recettori accoppiati a proteine GQuanto veloce?da 100 ms a 10 s

Quanto lontano?probabilmente <1 µm

Regolazione della funzione dei canali ionici

canale

ionico

Recettore

Enzimaeffettore

2o messaggero

?

Meccanismi potenziali di modulazione di un canale ionico

Modulazione dei canali del Ca2+ di tipo N

Background:

• I canali di tipo N (e P/Q) si trovano a livello presinaptico.

• L’attivazione di questi canali causa un ingresso di calcio che porta al rilascio del neurotrasmettitore.

• Le G-proteine sono in grado di inibire questi canali mediante il legame di Gβγ al canale.

• Ciò influenza l’LTP/LTD modificando la forza della trasmissione sinaptica.

La tecnica del Patch-ClampConfigurazione di whole cell-voltage-clamp

elettrodoelettrodo

Contr

Agonista

0 50 100 150 200 250 300-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

Cor

rent

e (p

A)

Tempo (ms)

-60

+10

-60

Configurazione di Whole-cell Voltage-clamp

ContrAgonista

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-γS

Indipendentemente dall’attivazione del recettore

Nel processo di modulazione è coinvolta una proteina G?

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 Gi/o

Che tipo di proteina G è coinvolta?

% in

ibiz

ione

PTX PTX

In cellule trattate con PTX, l’inibizione dei canali N e P/Q può essere ripristinata in seguito all’iniezione di proteine G esogenedel tipo Gi/o purificate

Vr=-70 mV

Vt=+10 mV

t1

Contr

Ach

t3Contr

Ach

t2

Contr

Ach % in

ibiz

ione

Normale attività genica

Attività genica bloccata dall’oligo

Gli oligonucleotidi antisenso complementano sequenze specifiche degli mRNA

Inib

izio

ne d

ella

cor

rent

e m

edia

ta

dall’a

ttiva

zion

e de

l GP

CR

Rid

uzio

ne

dell’i

nibi

zion

e

Interazione del dimero Gβγ con la subunità a1 di un canale del calcio non-L

Modulazione inibitoria dei canali del calcio di tipo N

Lenta dissociazione