Obrázek 1. Celobuněčný proudový záznam Kir2 uvnitř usměrňujícího draslíkového kanálu vyjádřený v HEK293 buňce. Na tomto obrázku je 13 záznamů. Nejnižší stopa je napěťový stupeň do 60mV pod klidovým membránovým potenciálem a nejvyšší do 60mV nad klidovým membránovým potenciálem. Další stopy jsou v přírůstcích 10mV mezi oběma.
Uvnitř usměrňující se draslíkové kanály (Kir, IRK) jsou draslíkové selektivní iontové kanály. Do dnešního dne bylo identifikováno sedm podskupin v různých typech savčích buněk. Jsou terčem mnohočetných toxinů a porucha kanálů byla zapletena do několika chorob.
Definice vnitřní rektifikace
Tyto kanály jsou označovány jako vnitřní usměrňovací – protože usměrňují proud směrem dovnitř. To znamená, že při stejném, ale opačném elektrochemickém potenciálu, budou tyto kanály procházet více proudu směrem dovnitř než směrem ven, jako na obrázku 1. Na obrázku je více proudu procházejícího směrem dovnitř (záporný) než směrem ven (kladný). Ve skutečnosti je obtížné rozeznat jednotlivé pozitivní stopy. Proud je vytvářen tokem K+ iontů po jejich elektrochemickém gradientu. Nicméně vodivost draselných iontů je zvýšena při více záporných membránových potenciálech a je blokována, když je buňka více depolarizována. Za fyziologických podmínek tyto kanály umožňují vnější tok draselných iontů pouze tehdy, když jsou buňky 20 mV nad klidovým potenciálem nebo nižší. Tedy v buňkách s klidovým potenciálem -60 mV by tyto kanály nevedly proud při membránovém potenciálu větším než -40 mV.
Mechanismus vnitřní rektifikace
Vnitřní rektifikace Kirových kanálů je výsledkem vysoce afinitního bloku endogenními polyaminy, konkrétně sperminem a iontem hořčíku, které ucpávají kanálový pór při pozitivnějších potenciálech. Zatímco hlavní myšlenka polyaminového bloku je pochopena, konkrétní mechanismy nejsou známy.
Biochemie Kirových kanálů
Existuje sedm podčeledí Kirových kanálů, označovaných jako Kir1 – Kir7. Každá podčeleď má více členů (tj. Kir2.1, Kir2.2, Kir2.3, atd.), kteří mají téměř identické sekvence aminokyselin napříč známými druhy savců.
Kirovy kanály jsou tvořeny z homotetramerních membránových proteinů. Každá ze čtyř identických proteinových podjednotek je složena ze dvou alfa šroubovic s rozpětím membrán (M1 a M2). Heterotetramery se mohou tvořit mezi členy stejné podskupiny (tj. Kir2.1 a Kir2.3) při nadměrné expresi kanálů.