钾通道，内向矫正，J 家族，成员 3； KCNJ3

内向整流钾通道 KIR3.1
GIRK1

HGNC 批准的基因符号：KCNJ3

细胞遗传学位置：2q24.1 基因组坐标（GRCh38）：2:154,698,695-154,858,354（来自 NCBI）

▼ 说明

KCNJ3 与其他 KCNJ 亚基结合形成异四聚体钾电流通道，该通道通过刺激 G 蛋白偶联受体而激活。 KCNJ 亚基包含 2 个跨膜结构域，与其电压门控钾通道亲属的 6 个跨膜结构域相反，并且它们的孔结构域具有特征性钾离子选择性过滤序列（GYG）（Kennedy 等，1999）。

▼ 克隆与表达

斯托菲尔等人（1994）用人 IRK1（600681）探针筛选了大鼠胰岛素瘤细胞系 cDNA 文库。一种被他们命名为 RINm5F 的 cDNA 在心房心肌和大脑中高表达。 Kubo 等人报道了相同的序列（1993）并被指定为 GIRK1。它被证明是与 ROMK1（600359）和 IRK1 相关的 G 蛋白偶联毒蕈碱钾通道。斯托菲尔等人（1994）分离并部分表征了人类 GIRK1 基因。

斯科茨等人（1996）通过用大鼠基因探测小脑 cDNA 文库，克隆了完整的人类 GIRK1 基因。该cDNA编码预测的501个氨基酸的蛋白质，其序列与大鼠GIRK1的序列有99%相同。 Northern 印迹分析表明，人类 GIRK1 以 2 种 mRNA（4.3 kb 和 6.2 kb）的形式表达，它们在大脑中最丰富，但在肾脏和心脏中也可见。

▼ 基因功能

斯科茨等人（1996）表明，在共表达 GIRK1 和大鼠血清素受体 5-HT-1A（109760）的非洲爪蟾卵母细胞中，血清素诱发内向钾电流。

Kennedy 等人在大鼠 Girk1 上使用细胞外表位标签（1999）证明 Girk1 需要与 Girk4（KCNJ5; 600734）结合才能进行细胞表面定位。 Girk4 在亚基合成过程中或合成后不久与 Girk1 结合，并允许 Girk1 亚基适当糖基化为天然心房组织中可见的形式。 Girk4 的 C 末端是细胞表面定位所必需的。 Girk1 出现在从 Girk4 敲除小鼠分离的心房肌细胞中，并且尚未成熟糖基化，这支持了 GIRK4 在体内 GIRK1/GIRK4 通道的加工和细胞表面定位中的重要作用。

GIRK 通道通过其细胞质 N 端和 C 端结构域与 G 蛋白 β（参见 GNB1；139380）-γ（参见 GNG2；606981）亚基的直接相互作用而被激活。 He 等人使用生物化学和电生理学方法（2002）发现 his64 和 leu268 介导人类 GIRK4 活性，并且这些位点的突变显着降低了 GIRK4 与 G-β-γ 二聚体的结合。在 GIRK4/GIRK1 异二聚体中，GIRK4 中的 his64 和 leu268 对 G 蛋白敏感性的贡献大于 GIRK1 相应的 his57 和 leu262 残基。 GIRK4 或 GIRK1 中这些残基的突变消除了所有 G 蛋白介导的电流。他等人（2002）指出GIRK4中的leu339或GIRK1中的leu333的突变消除了激动剂诱导的G蛋白介导的电流，但不能消除不依赖于激动剂的G蛋白介导的电流。

拉文等人（2002）表明 3G 蛋白偶联受体、多巴胺受体 D2（DRD2; 126450）、DRD4（126452）和 β-2 肾上腺素能受体（ADRB2; 109690）与 Kir3 通道和腺苷酸环化酶形成稳定的复合物（参见ADCY1；103072）。利用生物发光共振能量转移，他们表明 ADRB2 与活细胞中的腺苷酸环化酶和 Kir3.1/Kir3.4（KCNJ5）或 Kir3.1/Kir3.2（KCNJ6; 600877）通道直接相关。这些复合物的稳定性不会因受体激活或 G-α 失活而改变（参见 GNAS；139320）。在某些情况下，复合物的形成依赖于 G-β-γ 二聚体，但复合物的维持则不然。

▼ 生化特征

Nishida 和 MacKinnon（2002）以 1.8 埃的分辨率确定了 GIRK1 细胞内 N 和 C 末端形成的蛋白质结构。内向整流 K+ 通道中保守的细胞质孔将离子通道延伸至 60 埃，几乎是标准跨膜 K+ 通道长度的两倍。细胞质孔内衬有酸性和疏水性氨基酸，为堵塞细胞孔的多胺创造了有利的环境。作者表示，这些发现从结构和化学角度解释了内向整流的基础，并对 GIRK 通道的 G 蛋白调节具有影响。

▼ 基因结构

斯科茨等人（1997）发现 KCNJ3 基因（他们将其称为 Kir3.1）包含 3 个外显子，跨度超过 45 kb。

▼ 测绘

斯托菲尔等人（1994）使用体细胞杂交 DNA panel 将 GIRK1 基因分配到 2 号染色体，并通过荧光原位杂交将其定位到 2q24.1。在 GIRK1 基因组克隆中发现了多态性二核苷酸重复序列，并用于对基因座进行遗传定位。