1 / 33

2. KANAL ION

2. KANAL ION. Protein penyusun pori yg mengontrol gradien voltage melintasi membran plasma ( mengontrol potensial sel ) dgn memungkinkan aliran ion berdasarkan gradien elektrokimia. Pore. Filter. Gate. +. KANAL ION: traditional view.

edan
Download Presentation

2. KANAL ION

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 2. KANAL ION Protein penyusun pori yg mengontrol gradien voltage melintasi membran plasma (mengontrol potensial sel) dgn memungkinkan aliran ion berdasarkan gradien elektrokimia Pore Filter Gate

  2. + KANAL ION: traditional view • Pertama dihipotesiskan oleh ahli biofisika (Alan Hodgkin dan Andrew Huxley, 1951): Ion bergerak melalui “lubang” di membran sbg hasil daya elektrokimia (aliran arus listrik). “Lubang” selektif, hanya ion tertentu yg bisa lewat (i.e. Na+, K+, Ca2+ dll) Lubang atau kanal membuka & menutup secara random, tapi pembukaan secara kinetik dipengaruhi oleh voltase & waktu.

  3. Ion Channels - Gating • KontribusiHodgkin and Huxley (circa 1940): kanal mengalami berbagai kondisi konformasi • Activation: proses pembukaan kanal saat depolarisasi • Inactivation: kanal menutup selama depolarisasi berlangsung

  4. + + Inward Currents Outward Currents Na+ K+ Ca2+ K+ Na+ Ca2+ Cl- Cl- Cl-

  5. Teknik perekaman elektrik (metode Patch Clamping)oleh Erwin Neher &Bert Sakman (1970).

  6. Patch Clamping opened closed open closed

  7. KANAL ION: merupakan protein transmembran • Komponen molekuler kanal teridentifikasi pertama kali dgn metode kloning molekuler. • Lubang kanal disusun oleh subnit utama (subunit a), yang menentukan infrastruktur kanal. • Selain itu beberapa kanal (kanal K+, Na+dan Ca2+), mengandung protein pelengkap yang dapat memodifikasi sifat kanal.

  8. Klasifikasi Kanal Ion: Berdasarkan penyebab terbukanya kanal: • Voltage-gated channel: kanal membuka & mentup berdasarkan potensial membran • Ligand-gated channel (reseptor ionotropik): kanal terbuka setelah berikatan dgn ligan pada domain extracelullar  perubahan konformasi  aliran ion • Other-gated channel: aktivasi/inaktivasi oleh second messenger di bagian dalam sel Berdasarkan ion yang melintasi kanal: • Na+ channels ● K+ channels • Ca2+ channels● Cl+ channels

  9. 2.a. KANAL Na+ • Berperan penting dalam inisiasi potensial aksi. • Aktivasi kanal menyebabkan masuknya Na+ ekstraseluler ke dalam sel. • Heterooligomer yg tersusun dari subunit α dan β

  10. Voltage-gated Na+ Channel Subunit α t.d 4, domain,masing-masing terlipat menjadi 4 heliks transmembran, terhubung dgn potein lain seperti subunitsβ G: glycosylation, P: phosphorylation, S: ion selectivity, I: inactivation, positive (+) charges in S4 are important for transmembrane voltage sensing

  11. States: • deactivated/resting,kanal diblok pada sisi intraseuleroleh “activation gated”(m), yg dibentuk oleh domain III & IV subunit α • activated, depolarisasi: kanal terbuka, Na+ masuk • inactivated, repolarisasi: kanal tertutup segera sesudah depolarisasi oleh partikel inaktivasi (h).Channels in the deactivated

  12. Inhibitor Voltage-gated Na+ channel: Anestesi lokal LA memblok segmen S6 dari domain IV

  13. Ligand-gated Na+ Channel • Diaktifkan oleh ikatan dengan ligan. • Ditemukan misal di di sambungan neuromuskular sbg reseptor nikotinik (ligan: asetilkolin). • Sebagian besar kanal tipe ini permeabel thd K + maupun Na+

  14. 2.b. Kanal K+ • Klasifikasi utama: • Ca activated K+ channel:terbukadgnadanya ion Ca atausinyal lain • Inwardly retifyingK+ channel: muatan + lebihmudahmasuk • “Leak” K + channel: terbukasecarakonstitutif, utkmenjagapotensialmembran neuron tetap + • Voltage gated K+ channel: terbuka/tertutuptergantungvoltasetransmembran

  15. K+ Channel Principal Subunits Voltage-gated K+ channels Ca2+-activated K+ channels “Leak” K+ channels Inward Rectifier K+ channels 6 TMD 4 TMD 2 TMD

  16. K+ Channel Principal Subunits • Terdiri dari subunit a (principal) dan b (auxiliary) • Ada hungan antara sistem klasifikasi berdasarkan fungsi & struktur.

  17. Voltage-activated K+ + K+ - “Leak” K+ K+ Inward rectifier Bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori (konsekuensi untuk kontraktilitas dan aritmia) Mengontrol durasi potensial aksi? Mengatur potensial istirahat dan otomatisitas. Juga bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori.

  18. K+ Channel Principal Subunits Voltage-gated K+ channels Ca2+-activated K+ channels “Leak” K+ channels Inward Rectifier K+ channels 6 TMD 4 TMD 2 TMD

  19. Fungsi KANAL K+ • Pada sel eksitasi (ex: neuron) berfungsi membangkitkan potensial aksi dan mengistirahatkan potensial membran (gangguan thd kanal K pada otot jantung dapat menyebabkan aritmia) • Regulasi proses seluler seperti sekresi hormon (ex: sekresi insulin dari sel beta pankreas) shg gangguan kanal K dapat menyebakan diabetes.

  20. Farmakologi • Antiaritmia kelas III: dofetilide, ibutilide, dan azimilide memblok Voltage-Gated K+ Channels  memperpanjang potensial aksi jantung  antiaritmia.

  21. Farmakologi • Glibenclamidedan glipizidememblok kanal K-ATP pankreas utk terapi diabetes.

  22. 2.c. KANAL Ca++ • Ca2+merupakan second messenger penting yang mengontrol fungsi seluler termasuk kontraksi otot polos & otot jantung.

  23. 2.c. KANAL Ca++

  24. Model voltage-gated Ca channel

  25. Farmakologi • Ca2+ channel blocker menghambat depolarization menghambat masuknya Ca2+sel ke dalam sel otot  penurunan tekanan darah, penurunan kontraksi kardiak dan efek antiartimia terapi hipertensi, iskhemia muikardial, aritmia. • Klasifikasi utama: • Phenylalkylamines (verapamil) • Benzothiazipines (diltiazem) • Dihydropyridines (nifedipine) Mekanisme pemblokan identik dgn bloking kanal Na oleh anestesi lokal

  26. Ca channel blocker (Ca antagonis) • Seperti voltage-gated cation channels lain, kanal Ca2+bisa berada pada minimal 3 fase. • Fase istirahat : pada potensial negatif (tertutup). • Pembukaan kanal diinduksi oleh depolarisasi. • Kanal tidak membuka untuk jangka waktu lama, karena depolarisasi panjang (prolonged depolarization) menyebabkan transisi ke fase inaktivasi. • Kanal inaktivasi kemudian mengalami repolarisasi dan kembali ke fase istirahat  siap terbuka. • Ca2+ channel blockers menghambat aliran Ca2+ terutama dgn menstabilkan fase inaktivasi secara alosterik, serta beberapa dgn menunda transisi ke fase istirahat.

  27. Ca channel blocker (Ca antagonis)

  28. 2.d. KANAL Cl- • Protein membran utk aliran pasif anion melintasi membran biologis  sering disebut kanal Cl (walaupun juga permeabel thd ion lain seperti iodida, nitrat). • Contoh: CLC proteins dan Cl−/H+-exchangers. • Buka-tutup (gating) kanalCl−dipengaruhioleh: • voltasetransmemebran (pada voltage gated Cl channel), • Kadar Ca intrasel (pada Ca-activated Cl channels) • Liganekstrasel (sepertiglisin, GABA) padaligand-gated Cl channels • PosforilasitergantungcAMP

  29. Klasifikasi molekuler KANAL Cl- • CLC chloride channels (tapibeberapa protein CLC merupakanCl−/H+ exchangers), • ligand-gated chloride channels (GABA- and glycinereceptors), • CFTR (cystic fibrosis transmembrane • conductance regulator)  merupakananggotakelompokABC-transporter Secarafarmakologi, tidakbanyakobat yang bekerjasecarakhususpadakanalklorida

More Related