Ein Proteinkanal ist eine Passage durch eine Zellmembran, die für die Kommunikation zwischen dem Äußeren und dem Inneren einer Zelle verwendet wird. Proteinkanäle sind das Kontrollsystem der Zellen. Sie transportieren Wasser, chemische und elektrische Signale und beeinflussen die Funktion der Zelle, indem sie das Wachstum und den Stoffwechsel steuern. Spezialisierte Proteinkanäle transportieren Calcium, Natrium und andere Ionen, um das elektrische Potenzial über die Zellmembranen hinweg zu verändern, wodurch die Zellen auf Reize reagieren.
Anatomie eines Proteinkanals
Zellmembranen bestehen aus zwei Lipidschichten, die Lipid-Doppelschicht genannt werden. Proteinkanäle werden durch Plasmaproteine gebildet, die durch die Lipidmembranen der Zelle eintreten. Je nach molekularer Zusammensetzung des Plasmaproteins kann der Proteinkanal unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen, diese Eigenschaften bestimmen die Funktion des Proteinkanals. Proteinkanäle sind klein und lassen nur kleine Moleküle und Ionen durch.
Zellrezeptoren
Proteinkanäle sind wie Transportwege in den Zellkörper hinein und aus ihm heraus. Die Regulierung der Bewegung durch die Kanäle wird durch Bereiche auf der Zelle reguliert, die Rezeptoren genannt werden. Neurotransmitter heften sich an die Zellrezeptoren und öffnen und schließen die Kanäle, was die Bewegung von Substanzen in die Zellen hinein und aus diesen heraus ermöglicht. Natriumkanäle nutzen den Neurotransmitter Acetylcholin, um die Aufnahme von Natriumionen zu regulieren. Wenn die Zellrezeptoren leer sind, dürfen Ionen in die Zelle eindringen. Wenn Acetylcholin jedoch an die Rezeptoren bindet, schließt sich der Kanal und verhindert das Passieren von Ionen.
Fast-Gated-Kanäle
Proteinkanäle haben viele verschiedene Klassifikationen, abhängig von ihren Aktionen und Zwecken. Laut der Nephrogenen Diabetes Insipidus Foundation (NDIF) sind schnelle Kanäle spannungsgesteuerte Kanäle mit einem niedrigeren Aktivierungspotenzial als die langsameren Aktivierungskanäle. Natrium-Ionenkanäle sind schnell wirkende Kanäle, die für die Aktivierung von Nervenzellen im ganzen Körper verantwortlich sind.
Langsam gesteuerte Kanäle
Calcium-Protein-Kanäle gelten als langsam-gesteuerte Kanäle. NDIF beschreibt langsam-gesteuerte Kalziumkanäle, die gegenüber Kalziumionen empfindlicher sind als Natriumionen. Es gibt drei verschiedene Subtypen von Kalziumkanälen im ganzen Körper; jeder reagiert anders, indem er verschiedene Arten von Neurotransmittern freisetzt, die die Kontrolle der glatten Muskulatur beeinflussen. Der Unterschied in der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen schnell-gesteuerten Natriumkanälen und langsam-gesteuerten Kalziumkanälen ist erforderlich, da Nervenimpulse eine direktere Reaktion erfordern als glatte Muskeln.
