Redigerer Ligandstyrt ionekanal

{{Infoboks_proteinfamilie
| Symbol      = 
| Name        = Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane region
| image       = LGIC.png
| width       = 320px
| caption     = Ligand-gated ion channel
| Pfam        = PF02932
| InterPro    = IPR006029
| SMART       = 
| PROSITE     = PDOC00209
| SCOP        = 1cek
| TCDB        = 1.A.9
| OPM family  = 14
| OPM protein = 2bg9
}}
[[Fil:Blausen 0225 ChemicallyGatedChannel.png|thumb|Illustrasjon av Acetylkolin ligandstyrt kanal.]]

'''Ligandstyrte ionekanaler''' ('''LGICs''') er en gruppe transmembrane proteiner som åpnes for å la ioner som [[sodium|Na<sup>+</sup>]], [[potassium|K<sup>+</sup>]], [[calcium|Ca<sup>2+</sup>]], og [[chloride|Cl<sup>-</sup>]] forflytte seg over en cellemembran som en respons av at et signalstoff (ligand) binder seg som f.eks en neurotransmitter.<ref name="Purves" >{{cite book | author = Purves, Dale, George J. Augustine, David Fitzpatrick, William C. Hall, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara, and Leonard E. White | title = Neuroscience. 4th ed. | url = https://archive.org/details/neuroscienceissu00purv | publisher = Sinauer Associates | pages = [https://archive.org/details/neuroscienceissu00purv/page/n181 156]–7 | year = 2008 | isbn = 978-0-87893-697-7}}</ref>

Disse proteinene er typisk bygd opp av minst to forskjellige domener: et transmembrant domene som inkluderer en ionepore, og et ekstracellulært domene som inkluderer et bindingssete for ligander(allosterisk bindingssete). Denne modulariteten har gjort 'splitt og hersk' fremgangsmåten for å finne proteinstrukturen mulig (krystallisering av domenene hver for seg). 
Funksjonen til reseptorer som er lokalisert i synapser er å konvertere kjemiske signal av presynaptiske utskilte neurotransmittere, direkte og kjapt, til postsynaptiske elektriske signal. Mange ligandstyrte ionekanaler er i tillegg modulert av allosteriske ligander, kanalblokkere, ioner eller membranpotensialet.

LGICs er klassifisert i tre superfamilier: 
*Cys-loop reseptorer
*Ionotropiske glutamat reseptorer
*ATP-styrte kanaler

Ligandstyrte ionekanaler er i kontrast med:
*Metabotropiske reseptorer, som bruker second messenger aktiverte ionekanaler.
*Spenningsstyrte ionekanaler, som åpner og lukker seg avnhening av membranpotensialet.
*Strekkaktiverte ionekanaler, som åpner og lukker seg avhenging av mekanisk deformasjon i cellemembranen.
<ref name="Purves" /><ref name="pmid15157178">{{cite journal | author = Connolly CN, Wafford KA | title = Cys-loop superfamilie av ligandstyrte ionekanaler: virkningen av reseptorstruktur på funksjon | journal = Biochem. Soc. Trans. | volume = 32 | issue = Pt3 | pages = 529–34 | year = 2004 | pmid = 15157178 | doi = 10.1042/BST0320529 }}</ref>

== Cys-loop reseptorer ==
[[Fil:2bg9 opm.gif|right|thumb|270px|Nicotin acetylkolin reseptor i lukket form med forutsette membrangrenser er vist, PDB 2BG9]]

[[Cys-loop reseptorer]] er navngitt etter en karakterisisk loopformet dusulfidbinding mellom to cystein i det N-terminale ekstracellulære domenet. De er underinndelt med hensyn til hva slags ioner de leder (anioniske eller kationiske) og videre delt inn i familier definert av deres endogene ligander. De er vanligvis pentamere hvor hver subenhet innehar 4 transmembrane alpha helixer som utgjør et transmembrane domene og et 'beta sheet sandwich type', extracellulært, N-terminal, ligandbindings domene.<ref name="pmid15023997">{{cite journal | author = Cascio M | title = Structure and function of the glycine receptor and related nicotinicoid receptors | journal = J. Biol. Chem. | volume = 279 | issue = 19 | pages = 19383–6 | year = 2004 | pmid = 15023997 | doi = 10.1074/jbc.R300035200 }}</ref> Noen innehar også et intracellulært domene som vist på bildet.

Den prototypiske ionekanalen er nikotin acetylkolin reseptoren. Den består av en pentamer av protein subenheter (typisk ααβγδ), med to bindingsseter for acetylkolin (en på grensesnittet på hver av alfasubenhetene. Når acetylkolin bindes forandres reseptorens konfigurasjon (vrir T2 helixene som flytter leucinet, som blokker poren, vekk). Dette forårsaker sammentrekningen i poren, som er på ca 3 angstrøm, til å vie seg ut til ca. 8 angstrøm slik at ioner kan passere igjennom. Denne poren lar Na<sup>+</sup> ioner forflytte seg i henhold til den elektrokjemiske gradienten og inn i cellen. Med et tilstrekkelig antall kanaler som åpner seg på en gang vil influxen av positive Na<sup>+</sup> ioner depolarisere den postsynaptiske membranen slik at et aksjonspotensial blir initiert.

Til tross for at encellede organismer, som bakterier, har et lite tilsynelatende behov for transmisjon av aksjonspotensialet har en bakteriell homolog av en ligandstyrt ionekanal blitt identifisert. Hypotesen er at den fungerer som en kjemoreseptor.<ref name="pmid15642096">{{cite journal | author = Tasneem A, Iyer L, Jakobsson E, Aravind L | title = Identification of the prokaryotic ligand-gated ion channels and their implications for the mechanisms and origins of animal Cys-loop ion channels | journal = Genome Biology | volume = 6 | issue = 1 | pages = R4 | year = 2004 | pmid = 15642096 | doi = 10.1186/gb-2004-6-1-r4 | pmc = 549065 }}</ref> Denne prokariotiske nAChR varianten er kjent som GLIC, og fikk navn etter arten den ble identifisert i;  <u>G</u>loeobacter <u>L</u>igand-gated <u>I</u>on <u>C</u>hannel.

'''Anioniske Cys-loop Reseptorer til virveldyr'''
{| class="wikitable"
|-
! Type
! Class
! IUPHAR-anbefalte <br/> proteinnavn<ref name="IUPHAR">{{cite journal | author = Collingridge GL, Olsen RW, Peters J, Spedding M | title = A nomenclature for ligand-gated ion channels | journal = Neuropharmacology | volume = 56 | issue = 1 | pages = 2–5 |date=januar 2009 | pmid = 18655795 | doi = 10.1016/j.neuropharm.2008.06.063 | url = | pmc = 2847504 }}</ref>
! Tidligere navn
|-
| rowspan = "8" align="center" | [[GABAA receptor|GABA]]<sub>A</sub>
| align="center" | alpha
| align="center" | α<sub>1</sub><br />α<sub>2</sub><br />α<sub>3</sub><br />α<sub>4</sub><br />α<sub>5</sub><br />α<sub>6</sub>
| align="center" | EJM, ECA4<br />
|-
| align="center" | beta
| align="center" | β<sub>1</sub><br />β<sub>2</sub><br />β<sub>3</sub>
| align="center" |  <br />  <br /> ECA5
|-
| align="center" | gamma
| align="center" | γ<sub>1</sub><br />γ<sub>2</sub><br />γ<sub>3</sub><br />
| align="center" | CAE2, ECA2, GEFSP3
|-
| align="center" | delta
| align="center" | δ
| align="center" |
|-
| align="center" | epsilon
| align="center" | ε
| align="center" |
|-
| align="center" | pi
| align="center" | π
| align="center" |
|-
| align="center" | theta
| align="center" | θ
| align="center" |
|-
| align="center" | rho
| align="center" | ρ<sub>1</sub><br />ρ<sub>2</sub><br />ρ<sub>3</sub>
| align="center" |GABA<sub>C</sub><ref name="pmid18790874">{{cite journal | author = Olsen RW, Sieghart W | title = International Union of Pharmacology. LXX. Subtypes of γ-Aminobutyric AcidA Receptors: Classification on the Basis of Subunit Composition, Pharmacology, and Function. Update | journal = Pharmacol. Rev. | volume = 60 | issue = 3 | pages = 243–60 |date=september 2008 | pmid = 18790874 | doi = 10.1124/pr.108.00505 | url = | pmc = 2847512 }}</ref>
|-
| rowspan = "2" align="center" | [[Glysin reseptor|Glysin]]<br />(GlyR)
| align="center" | alpha
| align="center" | α<sub>1</sub><br />α<sub>2</sub><br />α<sub>3</sub><br />α<sub>4</sub>
| align="center" |STHE <br /> <br />
|-
| align="center" | beta
| align="center" | β
| align="center" |
|}

'''Kationiske Cys-loop Reseptorer til virveldyr'''
{| class="wikitable"
|-
|-
! Type
! Class
! IUPHAR-anbefalte <br/> proteinnavn <ref name="IUPHAR"/>
! Tidligere navn
|-
| align="center" | [[Serotonin receptor|Serotonin]]<br />(5-HT)
| align="center" | [[5-HT3 receptor|5-HT<sub>3</sub>]]
| align="center" | |5-HT3A<br />5-HT3B<br />5-HT3C<br />5-HT3D<br />5-HT3E
| align="center" | 5-HT<sub>3A</sub><br />5-HT<sub>3B</sub><br />5-HT<sub>3C</sub><br />5-HT<sub>3D</sub><br />5-HT<sub>3E</sub>
|-
| rowspan = "5" align="center" | [[Nicotin acetylkolin reseptor|Nicotin acetylkolin]]<br />(nAChR)
| align="center" | alpha
| align="center" | α<sub>1</sub><br />α<sub>2</sub><br />α<sub>3</sub><br />α<sub>4</sub><br />α<sub>5</sub><br />α<sub>6</sub><br />α<sub>7</sub><br />α<sub>9</sub><br />α<sub>10</sub>
| align="center" |ACHRA, ACHRD, CHRNA, CMS2A, FCCMS, SCCMS<br /> <br/> <br/> <br/> <br/> <br/> <br/> <br/>
|-
| align="center" | beta
| align="center" | β<sub>1</sub><br />β<sub>2</sub><br />β<sub>3</sub><br />β<sub>4</sub>
| align="center" |CMS2A, SCCMS, ACHRB, CHRNB, CMS1D<br />EFNL3, nAChRB2<br /> <br/>
|-
| align="center" | gamma
| align="center" | γ
| align="center" |ACHRG
|-
| align="center" | delta
| align="center" | δ
| align="center" |ACHRD, CMS2A, FCCMS, SCCMS
|-
| align="center" | epsilon
| align="center" | ε
| align="center" |ACHRE, CMS1D, CMS1E, CMS2A, FCCMS, SCCMS
|-
| align="center" | Zinc-aktivert ionekanal <br />(ZAC)
| align="center" |
| align="center" | ZAC
| align="center" | ZAC1, L2m LGICZ, LGICZ1
|}

== Ionotropiske glutamat reseptorer (iGluR) ==
[[Fil:AMPA receptor.png|right|thumb|400px|AMPA reseptor bundet til en glutamat antagonist som viser aminoterminalen, ligandbindingen og transmembrant domene, PDB 3KG2]]

[[Ionotropiske glutamat reseptor]]er binder neurotransmitteren [[glutamat]]. De former tetramerer med hver subenhet bestående av et ekstracellulær aminotreminal domene( ATD, som involverer tetrameroppbyggingen), et ekstracellulært ligandbinding domene (LDB, som binder glutamat) og et transmembran domene(TMD, som former ionekanalen). Det transmembrane domenet på hver av subenhetene innehar tre transmembrane helixer og en halvmembranhelix med innadgående loop. Proteinets struktur starter med ATD på N-terminalen etterfulgt av første halvdel av LBD som blir avbrutt av helix 1,2 og 3 av TMD før den fortsetter med den siste halvdelen av LBD og avslutter med helix 4 til TMD på C-terminalen. Dette betyr at det er tre koblinger mellom TMD og de extracellulære domenene. Hver subenhet av tetrameren har et bindingssete for glutamat, bestående av to LBD seksjoner som har en kamskjellignende utforming. Bare to av disse bindingssetene trenger å være bundet for at ionekanalen skal åpne seg. Poren er hovedsakelig formet av halvhelix 2 på en slik måte at det ligner på en invertert kalium kanal

{| class="wikitable"
|-
! Type
! Class
! IUPHAR-anbefalte <br/> proteinnavn <ref name="IUPHAR"/>
! Tidligere navn
|-
| align="center" | [[AMPA receptor|AMPA]]
| align="center" | GluA
| align="center" | GluA1<br />GluA2<br />GluA3<br />GluA4
| align="center" | GLU<sub>A1</sub>, GluR1, GluRA, GluR-A, GluR-K1, HBGR1<br />GLU<sub>A2</sub>, GluR2, GluRB, GluR-B, GluR-K2, HBGR2<br />GLU<sub>A3</sub>, GluR3, GluRC, GluR-C, GluR-K3<br />GLU<sub>A4</sub>, GluR4, GluRD, GluR-D
|-
| align="center" | [[Kainate receptor|Kainate]]
| align="center" | GluK
| align="center" | GluK1<br />GluK2<br />GluK3<br />GluK4<br />GluK5
| align="center" | GLU<sub>K5</sub>, GluR5, GluR-5, EAA3<br />GLU<sub>K6</sub>, GluR6, GluR-6, EAA4<br />GLU<sub>K7</sub>, GluR7, GluR-7, EAA5<br />GLU<sub>K1</sub>, KA1, KA-1, EAA1<br />GLU<sub>K2</sub>, KA2, KA-2, EAA2
|-
| rowspan = "3" align="center" | [[NMDA receptor|NMDA]]
| rowspan = "3" align="center" | GluN
| align="center" | GluN1<br />NRL1A<br />NRL1B
| align="center" | GLU<sub>N1</sub>, NMDA-R1, NR1, GluRξ1<br /><br /><br />
|-
| align="center" | GluN2A<br />GluN2B<br />GluN2C<br />GluN2D
| align="center" | GLU<sub>N2A</sub>, NMDA-R2A, NR2A, GluRε1<br />GLU<sub>N2B</sub>, NMDA-R2B, NR2B, hNR3, GluRε2<br />GLU<sub>N2C</sub>, NMDA-R2C, NR2C, GluRε3<br />GLU<sub>N2D</sub>, NMDA-R2D, NR2D, GluRε4
|-
| align="center" | GluN3A<br />GluN3B
| align="center" | GLU<sub>N3A</sub>, NMDA-R3A, NMDAR-L, chi-1<br /> GLU<sub>3B</sub>, NMDA-R3B
|-
| rowspan = "2" align="center" | ‘Orphan’
| rowspan = "2" align="center" | (GluD)
| align="center" | GluD1<br />GluD2
| align="center" | GluRδ1<br />GluRδ2<br />
|}

== ATP-styrte kanaler ==
[[Fil:SchematicP2XRSubunitV2.png|thumb|270px|Figure 1. Skjematisk representasjon som viser membrantopologien for en typisk P2X reseptor subenhet. Første og andre transmembran domene er merket TM1 og TM2]]

ATP-styrte kanaler åpner seg som en respons av å binde seg til nukleotidet [[Adenosin trifosfat|ATP]]. De former trimerer med to transmembrane helixer per subenhet og på begge C- og N-terminalene på den intracellulære siden.
{| class="wikitable"
|-
! Type
! Class
! IUPHAR-anbefalte<br/> proteinnavn <ref name="IUPHAR"/>
! Gene
! Previous names
|-
| align="center" | [[P2X Receptor|P2X]]
| align="center" | N/A
| align="center" | P2X1<br />P2X2<br />P2X3<br />P2X4<br />P2X5<br />P2X6<br />P2X7
| align="center" | P2X<sub>1</sub><br />P2X<sub>2</sub><br />P2X<sub>3</sub><br />P2X<sub>4</sub><br />P2X<sub>5</sub><br />P2X<sub>6</sub><br />P2X<sub>7</sub>
|-
|}

== PIP<sub>2</sub>-styrte kanaler ==
[[Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate]] (PIP<sub>2</sub>) binder seg til og direkte agoniserer 'innover-rektifiserte kaliumkanaler(K<sub>ir</sub>).<ref name="pmid21874019">{{cite journal | author = Hansen SB, Tao X, MacKinnon R | title = Structural basis of PIP2 activation of the classical inward rectifier K+ channel Kir2.2 | journal = Nature | volume = 477 | issue = 7365 | pages = 495–8 |date=september 2011  | pmid = 21874019 | pmc = 3324908 | doi = 10.1038/nature10370 | bibcode = 2011Natur.477..495H }}</ref> PIP<sub>2</sub> er et plasmamembrane lipid og its difinitive rolle i styring av ionekanaler var nylig demonstrert med X-ray krystallografi.

== Klinisk relevans ==

''Ligandstyrte ionekanaler'' er sannsynlig området der anestesimidler og [[etanol]] har sine virkninger, men utvetydig bevis for dette er ennå ikke etablert.<ref name="pmid10487207">{{cite journal | author = Krasowski MD, Harrison NL | title = General anaesthetic actions on ligand-gated ion channels | journal = Cell. Mol. Life Sci. | volume = 55 | issue = 10 | pages = 1278–303 | year = 1999 | pmid = 10487207 | doi = 10.1007/s000180050371 | pmc = 2854026 }}</ref><ref name="pmid12173240">{{cite journal | author = Dilger JP | title = The effects of general anaesthetics on ligand-gated ion channels | url = https://archive.org/details/sim_british-journal-of-anaesthesia_2002-07_89_1/page/41 | journal = Br J Anaesth | volume = 89 | issue = 1 | pages = 41–51 | year = 2002 | pmid = 12173240 | doi = 10.1093/bja/aef161 }}</ref> 
Særlig GABA- og NMDA-reseptorer blir affektert av anestetiske midler på konsentrasjoner som blir brukt i klinisk anestesi.<ref name="pmid7589987">{{cite journal | author = Harris RA, Mihic SJ, Dildy-Mayfield JE, Machu TK | title = Actions of anesthetics on ligand-gated ion channels: role of receptor subunit composition | journal = FASEB J. | volume = 9 | issue = 14 | pages = 1454–62 | year = 1995 | pmid = 7589987 | doi = | url = http://www.fasebj.org/cgi/content/abstract/9/14/1454 | format = abstract }}</ref>

== Referanser ==
<references/>

== Eksterne lenker ==
* [http://www.ebi.ac.uk/compneur-srv/LGICdb/LGICdb.php Ligand-Gated Ion Channel database] at [[European Bioinformatics Institute]]. Verified availability April 11, 2007.
* {{Cite web | url = http://www.iuphar-db.org/LGICNomenclature.jsp | title = Revised Recommendations for Nomenclature of Ligand-Gated Ion Channels | accessdate =  | author =  | authorlink =  | coauthors =  | date =  | format =  | work = IUPHAR Database of Receptors and Ion Channels | publisher = International Union of Basic and Clinical Pharmacology | pages =  | language =  | archiveurl = https://web.archive.org/web/20150923021151/http://www.iuphar-db.org/LGICNomenclature.jsp | archivedate = 2015-09-23 | quote =  | url-status = yes }}

{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Proteiner]]
[[Kategori:Cellesignalisering]]
[[Kategori:Ionekanaler]]