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Catión electroneutro-Cl

En biología molecular, la familia de proteínas catión electroneutral Cl ( cotransportador de cloruro de potasio electroneutro ) es una familia de proteínas transportadoras de solutos . Esta familia incluye los productos de los genes humanos : SLC12A1 , SLC12A1 , SLC12A2 , SLC12A3 , SLC12A4 , SLC12A5 , SLC12A6 , SLC12A7 , SLC12A8 y SLC12A9 .

El cotransportador K-Cl (KCC) media el movimiento acoplado de iones K + y Cl- a través de la membrana plasmática de muchas células animales . Este transporte participa en la disminución del volumen regulador en respuesta a la inflamación celular en los glóbulos rojos y se ha propuesto que desempeña un papel en el movimiento vectorial del Cl- a través del epitelio renal . El proceso de transporte implica un movimiento electroneutro uno por uno de K + junto con Cl y, en todas las células de mamíferos conocidas , el movimiento neto es hacia afuera. [1]

El subtipo neuronal KCC KCC2 es insensible al volumen celular y desempeña un papel único en el mantenimiento de una baja concentración de Cl- intracelular , que es necesaria en las neuronas para el funcionamiento de la inhibición sináptica rápida dependiente de Cl- , mediada por ciertos neurotransmisores , como el ácido gamma-aminobutírico. (GABA) y glicina .

Se han descrito tres isoformas del cotransportador K-Cl, denominadas KCC1 (SLC12A4), KCC2 (SLC12A5) y KCC3 (SLC12A6), que contienen 1085, 1116 y 1150 aminoácidos , respectivamente. Se predice que tendrán 12 regiones transmembrana (TM) en un dominio hidrofóbico central, junto con extremos N y C hidrofílicos que probablemente sean citoplasmáticos . La comparación de sus secuencias con las de otras proteínas de membrana transportadoras de iones revela que son parte de una nueva superfamilia de cotransportadores de cationes -cloruro, que incluye los cotransportadores Na -Cl y Na-K-2Cl. KCC1 y KCC3 se expresan ampliamente en tejidos humanos , mientras que KCC2 se expresa solo en neuronas cerebrales , por lo que es probable que esta sea la isoforma responsable de mantener una baja concentración de Cl- en las neuronas. [2] [3] [4] Un estudio en el organismo modelo C. elegans encontró que el ortólogo KCC3 funciona en las células gliales para regular el comportamiento animal. [5]

KCC1 se expresa ampliamente en tejidos humanos y, cuando se expresa de forma heteróloga, posee las características funcionales del cotransportador K-Cl de glóbulos rojos bien estudiado, incluida la estimulación tanto por hinchazón como por N-etilmaleimida. También se han identificado varias variantes de empalme .

KCC3 se expresa ampliamente en tejidos humanos y, al igual que KCC1, es estimulado tanto por la inflamación como por la N-etilmaleimida . La inducción de KCC3 está regulada positivamente por el factor de crecimiento endotelial vascular y regulada negativamente por el factor de necrosis tumoral . Los defectos en KCC3 están relacionados con la agenesia del cuerpo calloso con neuropatía periférica . [6] Este trastorno se caracteriza por neuropatía sensitivomotora progresiva grave , retraso mental , características dismórficas y agenesia completa o parcial del cuerpo calloso.

Referencias

  1. ^ Gillen CM, Brill S, Payne JA, Forbush B (julio de 1996). "Clonación molecular y expresión funcional del cotransportador K-Cl de conejo, rata y humano. Un nuevo miembro de la familia de cotransportadores catión-cloruro". J. Biol. química . 271 (27): 16237–44. doi : 10.1074/jbc.271.27.16237 . PMID  8663127.
  2. ^ Payne JA, Stevenson TJ, Donaldson LF (julio de 1996). "Caracterización molecular de un supuesto cotransportador de K-Cl en cerebro de rata. Una isoforma neuronal específica". J. Biol. química . 271 (27): 16245–52. doi : 10.1074/jbc.271.27.16245 . PMID  8663311.
  3. ^ Rivera C, Voipio J, Payne JA, Ruusuvuori E, Lahtinen H, Lamsa K, Pirvola U, Saarma M, Kaila K (enero de 1999). "El cotransportador KCC2 de K + / Cl - hace que el GABA se hiperpolarice durante la maduración neuronal". Naturaleza . 397 (6716): 251–5. Código Bib :1999Natur.397..251R. doi :10.1038/16697. PMID  9930699. S2CID  7687596.
  4. ^ Race JE, Makhlouf FN, Logue PJ, Wilson FH, Dunham PB, Holtzman EJ (diciembre de 1999). "Clonación molecular y caracterización funcional de KCC3, un nuevo cotransportador de K-Cl". Soy. J. Physiol . 277 (6 partes 1): C1210–9. doi :10.1152/ajpcell.1999.277.6.C1210. PMID  10600773.
  5. ^ Singhvi, Aakanksha; Liu, Bingqian; Friedman, Christine J.; Fong, Jennifer; Lu, Yun; Huang, Xin-Yun; Shaham, Shai (mayo de 2016). "Un transportador glial de K / Cl controla la forma de las terminaciones receptivas neuronales mediante la inhibición por cloruro de un rGC". Celúla . 165 (4): 936–948. doi :10.1016/j.cell.2016.03.026. PMC 4860081 . PMID  27062922. 
  6. ^ Howard HC, Mount DB, Rochefort D, Byun N, Dupre N, Lu J, Fan X, Song L, Riviere JB, Prevost C, Horst J, Simonati A, Lemcke B, Welch R, England R, Zhan FQ, Mercado A, Siesser WB, George AL, McDonald MP, Bouchard JP, Mathieu J, Delpire E, Rouleau GA (noviembre de 2002). "El cotransportador KCC3 de K-Cl es mutante en una neuropatía periférica grave asociada con agenesia del cuerpo calloso". Nat. Genet . 32 (3): 384–92. doi :10.1038/ng1002. PMID  12368912. S2CID  23820724.
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