Spannungsabhängiger L-Typ-Calciumkanal, α1 Untereinheit
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 1873 Aminosäuren (α1)
Sekundär- bis Quartärstruktur α1+α2+β+δ; multipass Membranprotein
Bezeichner
Gen-Namen CACNA1S ; CACH1; DHPR
Externe IDs
Transporter-Klassifikation
TCDB 1.A.1.11
Bezeichnung spannungsgesteuerter Ionenkanal
Vorkommen
Homologie-Familie Calcium transport
Übergeordnetes Taxon Chordatiere

Der Spannungsabhängige L-Typ-Calciumkanal (auch: Dihydropyridin-Rezeptor) ist ein Calciumkanal in der Zellmembran des transversalen Systems (T-Tubuli) von Muskelzellen. Bei Herzmuskelzellen kommen sie jedoch auch an der Oberflächenmembran vor (Calcium-induzierte Calciumfreisetzung). Homologe sind in vielen Chordatieren zu finden. Die α1-Untereinheit (CACNA1S) des Proteins wird von den anderen Untereinheiten gesteuert, funktioniert aber auch allein. Mutationen am CACNA1S-Gen können zu periodischer Lähmung oder maligner Hyperthermie führen.

Der L-Typ-Calciumkanal ist ein spannungsgesteuerter Ionenkanal, der bei einer Depolarisation der Zellmembran den Ryanodin-Rezeptor im sarkoplasmatischen Retikulum aktiviert, was zu einem Einstrom von Ca2+-Ionen in das Zytosol der Muskelzelle führt. Diese Aktivierung erfolgt im Skelettmuskel durch Protein-Protein-Interaktionen der beiden Rezeptoren/Kanäle, während ein Calciumeinstrom von extrazellulär nur eine untergeordnete Rolle spielt. Diese Aktivität wird reguliert durch die cytoplasmatischen Konzentrationen von Magnesium, Calcium, ATP und Calmodulin (CaM), sowie die Proteinkinase A (PKA) und die Calmodulin-Kinase. Dagegen wird der Ryanodin-Rezeptor im Herzmuskel von Calcium, das über den Dihydropyridin-Rezeptor in die Zelle eingeströmt ist, geöffnet (Calcium-Induced Calcium Release, CICR). Der L-Typ-Calciumkanal ist somit an der elektromechanischen Kopplung beteiligt.

Die Inaktivierung des Kanals erfolgt langsam, weshalb er als longlasting-, L-Typ- bzw. CaL-Kanal geführt wird.

Die Bezeichnung als „Rezeptor“ und nicht als „Kanal“ liegt darin begründet, dass seine Funktion noch nicht bekannt war, als man seine Affinität für 1,4-Dihydropyridine (z. B. Nifedipin, Amlodipin, Nitrendipin, Nimodipin, Felodipin oder Clevidipine) entdeckte, die als Antagonisten wirken.

Literatur

  • C. Proenza, J. O’Brien, J. Nakai, S. Mukherjee, P. D. Allen, K. G. Beam: Identification of a region of RyR1 that participates in allosteric coupling with the alpha(1S) (Ca(V)1.1) II-III loop. In: J. Biol. Chem. 277 (8), Februar 2002, S. 6530–6535. doi:10.1074/jbc.M106471200. PMID 11726651.
  • K. Jurkat-Rott, F. Lehmann-Horn: Muscle channelopathies and critical points in functional and genetic studies. In: J. Clin. Invest. 115 (8), August 2005, S. 2000–2009. doi:10.1172/JCI25525. PMC 1180551 (freier Volltext). PMID 16075040.

Einzelnachweise

  1. ↑ Boron, Walter F., Boulpaep, Emile L.,: Medical physiology. Third edition Auflage. Philadelphia, PA 2017, ISBN 978-1-4557-3328-6.
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