hERG () jest gen koji je kod ljudi na hromosoma 7. Kodira protein poznat kao Kv11.1, alfa podjedinica kalijevog jonskog kanala. Ovaj ionski kanal (ponekad jednostavno označen kao 'hERG') je najpoznatiji po svom doprinosu srčanoj električnoj aktivnosti: hERG kanal posreduje u repolarizirajućoj IKr struji u srčanom akcijskom potencijalu, koja pomaže u koordinaciji otkucaja srca.
Kada je sposobnost ovog kanala da provodi električnu struju kroz ćelijsku membranu inhibirana ili ugrožena, bilo primjenom lijekova ili rijetkim mutacijama u nekim porodicama, može dovesti do potencijalno fatalnog poremećaja koji se naziva sindrom dugog QT intervala. Suprotno tome, genske mutacije koje povećavaju struju kroz ove kanale mogu dovesti do povezanog naslijeđenog poremećaja srčanog ritma zvanog sindrom kratkog QT. Brojni klinički uspješni lijekovi na tržištu imali su tendenciju da inhibiraju hERG, produžavajući QT i potencijalno dovodeći do fatalnog nepravilnosti otkucaja srca (komorska tahiaritmija zvana torsades de pointes). Ovo je učinilo inhibiciju hERG važnim anticiljem koji se mora izbjegavati tokom razvoja lijeka.
hERG je također povezan sa modulacijom funkcija nekih ćelija nervnog sistema and with establishing and maintaining cancer-like features in leukemic cells. Aminokiselinska sekvenca Dužina polipeptidnog lanca je 1.159 aminokiselina, a molekulska težina 126.655 Da.
1020304050 MPVRRGHVAPQNTFLDTIIRKFEGQSRKFIIANARVENCAVIYCNDGFCE LCGYSRAEVMQRPCTCDFLHGPRTQRRAAAQIAQALLGAEERKVEIAFYR KDGSCFLCLVDVVPVKNEDGAVIMFILNFEVVMEKDMVGSPAHDTNHRGP PTSWLAPGRAKTFRLKLPALLALTARESSVRSGGAGGAGAPGAVVVDVDL TPAAPSSESLALDEVTAMDNHVAGLGPAEERRALVGPGSPPRSAPGQLPS PRAHSLNPDASGSSCSLARTRSRESCASVRRASSADDIEAMRAGVLPPPP RHASTGAMHPLRSGLLNSTSDSDLVRYRTISKIPQITLNFVDLKGDPFLA SPTSDREIIAPKIKERTHNVTEKVTQVLSLGADVLPEYKLQAPRIHRWTI LHYSPFKAVWDWLILLLVIYTAVFTPYSAAFLLKETEEGPPATECGYACQ PLAVVDLIVDIMFIVDILINFRTTYVNANEEVVSHPGRIAVHYFKGWFLI DMVAAIPFDLLIFGSGSEELIGLLKTARLLRLVRVARKLDRYSEYGAAVL FLLMCTFALIAHWLACIWYAIGNMEQPHMDSRIGWLHNLGDQIGKPYNSS GLGGPSIKDKYVTALYFTFSSLTSVGFGNVSPNTNSEKIFSICVMLIGSL MYASIFGNVSAIIQRLYSGTARYHTQMLRVREFIRFHQIPNPLRQRLEEY FQHAWSYTNGIDMNAVLKGFPECLQADICLHLNRSLLQHCKPFRGATKGC LRALAMKFKTTHAPPGDTLVHAGDLLTALYFISRGSIEILRGDVVVAILG KNDIFGEPLNLYARPGKSNGDVRALTYCDLHKIHRDDLLEVLDMYPEFSD HFWSSLEITFNLRDTNMIPGSPGSTELEGGFSRQRKRKLSFRRRTDKDTE QPGEVSALGPGRAGAGPSSRGRPGGPWGESPSSGPSSPESSEDEGPGRSS SPLRLVPFSSPRPPGEPPGGEPLMEDCEKSSDTCNPLSGAFSGVSNIFSF WGDSRGRQYQELPRCPAPTPSLLNIPLSSPGRRPRGDVESRLDALQRQLN RLETRLSADMATVLQLLQRQMTLVPPAYSAVTTPGPGPTSTSPLLPVSPL PTLTLDSLSQVSQFMACEELPPGAPELPQEGPTRRLSLPGQLGALTSQPL HRHGSDPGS
Struktura Detaljna atomska struktura za hERG zasnovana na rendgenskoj kristalografiji još nije dostupna, ali strukture su nedavno riješene elektronskom mikroskopijom. U laboratoriji heterologno eksprimiran hERG kalijski kanal sastoji se od 4 identične alfa-podjedinice, koje formiraju pore kanala kroz plazmamembranu. Svaka hERG podjedinica sastoji se od po 6 transmembranskih alfa-heliksa, označenih sa S1-S6, spirala pora koja se nalazi između S5 i S6, a citoplazmatski smještena N- i C-terminal. Heliks S4 sadrži pozitivno nabijen argininski ili lizinski aminokiselinski ostatak na svakoj 3. poziciji i smatra se da djeluje kao senzor osjetljiv na napon, koji omogućava kanalu da odgovori na promjene napona, promjenom konformacija između provodnih i neprovodnih stanja (zvanih 'pristajanje'). Između spirala S5 i S6, postoji vanćelijska petlja (poznata kao 'torola') i 'porina petlja', koja počinje i završava se vanćelijski, ali se uvlači u plazmamembranu; petlja pora za svaku od hERG podjedinica u jednom kanalu biti okrenuta prema pori koja provodi ione i susjedna je odgovarajućim petljama 3 druge podjedinice, a zajedno čine područje selektivnog filtera kanalske pore. Selektivnost sekvence, SVGFG, vrlo je slična onoj sadržanoj u bakterijskim KcsA kanalima. Iako potpuna kristalna struktura za hERG još nije dostupna, pronađena je struktura za citoplazmatski N-kraj, za koji se pokazalo da sadrži domen PAS (aminokiselina 26-135) koji usporava brzinu deaktivacije.
Funkcija hERG formira glavni dio jednog od proteina ionskih kanala ('brza' odložena struja ispravljača (IKr) koji provodi kalijeve (kalij|K+]]) jone iz mišićnih ćelija srca (srčani miociti), a ova struja je kritična za pravilno određivanje vremena povratka u stanje mirovanja (repolarizacija) ćelijsku membranu tokom srčanog akciojskog potencijala. Ponekad, kada se govori o farmakološkim efektima lijekova, termini "hERG kanali" i "I"Kr se koriste naizmjenično, ali, u tehničkom smislu, "hERG kanale" mogu napraviti samo u laboratoriji; formalno gledano, prirodni kanali u tijelu koji uključuju hERG nazivaju se imenom električne struje koja je izmjerena u tom tipu ćelije, tako da je, naprimjer, u srcu, ispravan naziv "I" 'Kr. Ova razlika u nomenklaturi postaje jasnija u kontroverzi oko toga da li kanali koji provode IKr uključuju druge podjedinice (npr. beta-podjedinice ) ili da li kanali uključuju mješavinu različitih tipova (izoformi) hERG-a, but, when the originally-discovered form of hERG se eksperimentalno prenosi u ćelije kojima je prethodno nedostajao hERG (tj. heterologna ekspresija), formira se kalijski ionski kanal, a ovaj kanal ima mnoge karakteristike srčane 'brze' odložene struje ispravljača (IKr), uključujući IKr-ovo unutrašnje ispravljanje koje rezultira u kanalu koji proizvodi 'paradoksalnu resurgentnu struju', kao odgovor na repolarizaciju membrane.
Genetika Mutacije gubitka funkcije u ovom kanalu mogu dovesti do sindroma dugog QT (LQT2), dok mutacije povećanja funkcije mogu dovesti do sindroma kratkog QT. Oba klinička poremećaja proizlaze iz disfunkcije ionskih kanala (tzv. kanalopatija) koja može dovesti do rizika od potencijalno fatalnih srčanih aritmija (npr. torsades de pointes), zbog repolarizacijskih poremećaja srčanog akcijskog potencijala. Postoji mnogo više mutacija hERG-a opisanih za sindrom dugog QT nego za sindrom kratkog QT intervala.
Interakcije
Pokazalo se da HERG reaguje sa 14-3-3 epsilon proteinom, kodiranimgenom YWHAE.
Također pogledajte Naponski-vođeni kalijev kanal
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi GeneReviews/NIH/NCBI/UW entry on Romano-Ward Syndrome International Conference on Harmonization Drosophila flybase entry for erg Special K: Primate-specific Potassium Channel Variant Implicated in Schizophrenia - Schizophrenia Research Forum.
Kategorija:Ionski kanali Kategorija:Proteini sa PAS domenima Kategorija:Geni na hromosomu 7 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika