钾通道,K 亚科,成员 18;KCNK18

TWIK 相关脊髓 K+ 通道; TRESK
TWIK 相关私有 K+ 通道; TRIK

HGNC 批准的基因符号:KCNK18

细胞遗传学定位:10q25.3 基因组坐标(GRCh38):10:117,197,489-117,210,299(来自 NCBI)

▼ 说明

双孔结构域(K2P)钾通道,例如 KCNK18,产生背景钾电导或泄漏钾电导,它们通过调节静息膜电位和兴奋性来调节多种细胞功能。KCNK18 在钾通道家族中是独一无二的,因为它的活性受细胞内钙的调节(Czirjak 和 Enyedi 总结,2006)。

▼ 克隆与表达

通过在数据库中搜索与TWIK1(KCNK1; 601745),随后通过人脊髓mRNA的5-prime和3-prime RACE,Sano et al.(2003)克隆了全长KCNK18,他们将其称为TRESK。推导的 385 个氨基酸蛋白具有 2 个成孔结构域、4 个跨膜结构域和 2 个 N-糖基化位点。它具有短的细胞内 N 端区域、跨膜结构域 2 和 3 之间延伸的细胞内环以及短的 C 端尾部。Northern 印迹分析未能在任何检查的组织中检测到 TRESK,但 RT-PCR 检测到脊髓中的 TRESK 表达。

Czirjak et al.(2004)从小脑mRNA克隆了小鼠Tresk。推导的 394 个氨基酸蛋白与人类 TRESK 有 67% 的同一性。几个小鼠组织的 RT-PCR 检测到 Tresk 在大脑、小脑、脑干、脊髓和睾丸中表达。

Lafreniere等(2010)通过对人三叉神经节的免疫组织化学分析发现,KCNK18在不同大小的神经元中表达,染色遍及整个细胞体。胚胎小鼠原位杂交显示,胚胎15.5天时Kcnk18表达出现在三叉神经节和背根神经节中。在成年小鼠中,Kcnk18 在三叉神经节中表达最高,其次是背根神经节。在这些结构中,Kcnk18 在感觉神经元亚群中表达。Kcnk18 也在自主神经系统神经节中表达,包括成人星状神经节和椎旁交感神经节神经元的亚群。

▼ 基因功能

Sano等人(2003)使用全细胞电压钳技术对转染的小鼠成纤维细胞进行研究,发现人TRESK诱导外向整流并起到背景K+通道的作用。药理学分析证实 TRESK 具有钾通道功能。TRESK 受到不饱和游离脂肪酸的抑制,例如花生四烯酸和二十二碳六烯酸。TRESK 对细胞外和细胞内 pH 的极端变化也很敏感。

Czirjak 等人(2004)表明,非洲爪蟾卵母细胞中 t Tresk cRNA 的表达诱导了非失活的背景 K+ 电流的表达。无论离子来源如何,Tresk 都会受到细胞质 Ca(2+) 的刺激,但激活并不涉及 Ca(2+) 与 Tresk 通道的结合。药理抑制研究表明,Ca(2+)介导的 Tresk 激活需要蛋白磷酸酶钙调神经磷酸酶(见 114105)。钙调神经磷酸酶的组成型活性形式与Tresk共表达增加了K+电流,并且Tresk不能被Ca(2+)动员进一步刺激。

Czirjak 和 Enyedi(2006)利用突变分析鉴定了小鼠 Tresk 中的钙调神经磷酸酶对接基序。

▼ 基因结构

Sano et al.(2003)确定KCNK18基因包含3个外显子,跨度12.8 kb。

▼ 测绘

Sano等(2003)指出KCNK18基因定位到染色体10。Gross(2010)根据KCNK18序列(GenBank AB087138)与基因组序列(GRCh37)的比对,将KCNK18基因定位到染色体10q25.3。

Czirjak et al.(2004)将小鼠Kcnk18基因定位到染色体19D3。

▼ 分子遗传学

在常染色体显性遗传先兆偏头痛家族的受影响成员中(MGR13;Lafreniere et al.(2010)在KCNK18基因(613655.0001)中发现了杂合性截短突变(613656)。

▼ 等位基因变异体(1个精选示例):

.0001 有先兆的偏头痛,易感性,13(1个家庭)

KCNK18,2-BP DEL,414CT

患有先兆常染色体显性偏头痛(MGR13;613656),Lafreniere et al.(2010)在KCNK18基因中发现了一个杂合的2-bp缺失(414delCT),导致第二个跨膜结构域的24号残基发生移码和提前终止。该突变与家族中的疾病分离,并且在 80 个对照样本中未发现。该家族只是 621 名偏头痛先证者中被发现具有 KCNK18 基因突变的人之一,这表明 KCNK18 突变是导致该疾病的罕见原因。先证者在十几岁的时候就开始出现偏头痛,通常先出现视觉先兆。非洲爪蟾卵母细胞的功能表达研究表明,突变蛋白导致钾电流缺乏,而且当与野生型蛋白共表达时,以显性失活方式发挥作用。

Tags: none