钾通道

钾通道在兴奋和非兴奋细胞中对于控制膜电位、调节细胞体积以及盐、神经递质和激素的分泌都是必不可少的。它们是完整的膜蛋白，可实现钾离子在生物膜上选择性地扩散通过，并拥有高达10,000倍的钾对钠选择性。通过对人类基因组的测序，现已鉴定出超过80个钾通道基因，并可基于其跨膜拓扑结构分为若干类别。钾通道具有广阔的药理学价值，包括从各种动物的毒液中分离的许多肽毒素，以及治疗上更有用的小有机化合物。由于钾通道中保守的结构元件，这些药剂多数作用于多种钾通道亚型，而其他药物则是对单通道亚型显示出更为有效的特异性。

内向整流钾通道在高度保守的P环两侧具有两个跨膜区段，使其具有钾选择性并组装为四聚体。双P结构域或KCNK通道由连接在一起的两个向内的重新排列型结构域组成，并起到二聚体的作用。电压门控和钙激活的钾通道具有内向整流型拓扑结构，前面是四个跨膜结构域（BK通道的情况下为五个）。带有高位电荷的第四跨膜区段用作电压门控通道中的电压传感器。

钾通道的N-和C-端结构域位于细胞质中，可调节通道的电生理特性和运输，且可以作为磷酸化、通道-脂质相互作用以及与其他蛋白质共组装的平台。除了这些成孔或α-亚基外，许多胞质和跨膜蛋白与钾通道共同组装，并可改变通道对各种配体或电压的敏感性，并可调节通道复合物的亚细胞定位。

尽管钾通道在动作电位期间在复极化神经元和心肌细胞膜中的作用最为人所知，但钾通道实际上在所有哺乳动物细胞类型中表达，甚至在低等生物如酵母、细菌和病毒中表达。它们在上皮细胞的盐平衡中起关键作用，特别是在肾和结肠中。两个钾通道K_v1.3和IKCa对于T细胞信号传导、增殖和细胞因子释放至关重要，而且BK钙激活通道最近已被证明对于中性粒细胞杀菌活性起关键作用。ATP抑制的、向内整流的钾通道KATP可调节胰腺β细胞的胰岛素释放而是治疗2型糖尿病的主要治疗靶标。

除K^ATP外，越来越多的钾通道已成为治疗疾病的潜在靶标。例如，KCNQ2或KCNQ3中降低了M-通道电流的错义突变可导致常染色体显性形式的癫痫及良性新生儿家族性惊厥。在某些癌症中，EAG或TASK3的过表达与肿瘤细胞增殖之间存在相关性。

若干细菌钾通道以及几种哺乳动物通道的细胞质结构域和β亚基的高分辨率结构现已被获得。在1998年得以确定的KcsA结构表明了选择性过滤器对钾配位的原子细节。虽然KcsA通道是显现出处于闭合状态的通道，但钙激活的MthK的结构则呈现出开放通道的构象。电压门控钾通道K_vAP的结构发表于2003年，但关于这类通道的跨膜螺旋的组织和电压门控中涉及的构象变化仍存在很多争议。越来越多地使用结构生物学作为研究离子通道的工具将为更详细地了解致病突变以及通道和调节它们的药物之间的相互作用提供可能。

下表包含公认的调节剂和其他信息。有关其他产品的列表，请参阅下面的“材料”部分。

脚注

a) ATP敏感的内向整流钾通道是由构成孔形成单元的Kir6.x通道与磺脲类受体(SUR)共组装而形成的。

b)电压敏感钾通道的名称非常不精确。分子生物学证据表明激活态（A型）和非激活态（延迟整流）通道都属于同一分子家族。由于功能通道由四个电位不同的α亚基组成，因此可能存在数百种不同的电压敏感钾通道，这取决于它们的亚基组成。

C) 大电导"maxi"或"BK" (big K)钙激活的钾通道显示出100-300 pS的单通道电导。钙的Kd随膜电位而变化，因此它们的激活是电压依赖性的。电压不敏感、小电导（"SK"）和中间电导（"IK"）钙激活钾通道的单通道电导分别为<20 pS和20-80 pS。

d) 该家族的成员可以组合形成称为M电流的钾电流。

e) Slack/Slo2是钠激活的并且对钙不敏感，而Slo3是pH激活的并且对钙不敏感。

f) 所列药剂的效力和特异性可根据亚型而变化。

g) 大多数钾通道在许多不同的组织中表达。该列表反映了主要表达和表征各种通道类型的组织电压敏感钾通道的名称非常不精确。

缩写：

A-312110: (9R)-9-（4-氟-3-碘苯基）-2,3,5,9-四氢-4H-吡喃并[3,4-b]噻吩并[2,3-e]吡啶-8（7H） -1,1-二氧化物
BMS-180448：（3S-反式）-N-（4-氯苯基）-N'-氰基-N''-（6-氰基-3,4-二氢-3-羟基-2,2-二甲基-2H-1-苯并吡喃- 4-基）
BMS-204352：（3S）-（+）-（5-氯-2-甲氧基苯基）-1,3-二氢-3-氟-6-（三氟甲基）-2H-吲哚-2-酮）
BRL 55834：1-[（3S，4R）-3,4-二氢-3-羟基-2,2-二甲基-6-（五氟乙基）-2H-1-苯并吡喃-4-基] -2-哌啶酮
CGS7184：1-[[（（4-氯苯基）氨基]羰基] -2-羟基-6-（三氟甲基）-1H-吲哚-3-羧酸乙酯
CP 339818：1-苄基-4-戊基-1,4-二氢喹啉
DHS-1：二氢大豆黄素-1
E-4031：1- [2-（6-甲基-2-吡啶基）乙基] -4-（甲基磺酰基-氨基苯甲酰基）哌啶
HERG：人类ether-á-go-go相关基因
LY-97241：N-乙基-N-庚基-4-硝基苯丁胺
MK-499：(+)-N-[1′ -（6-氰基-1,2,3,4-四氢-2（R）-萘基）-3,4-二氢-4（R）-羟基螺（2H-1- 苯并吡喃-2,4′-哌啶）-6-基]甲磺酰胺盐酸盐
NS004：5-三氟甲基-（5-氯-2-羟基苯基）-1,3-二氢-2H-苯并吲哚-2-酮
NS309：3-肟-6,7-二氯-1H-吲哚-2,3-二酮
NS1608：N-（3-（三氟甲基）苯基）-N'-（2-羟基-5-氯苯基）脲
NS1619：1,3-二氢-1- [2-羟基-5-（三氟甲基）苯基] -5-（三氟甲基）-2H-苯并咪唑-2-酮
P-1075：N-氰基-N'-（1,1-二甲基丙基）-N''-3-吡啶基胍
PNU-37883A：N-（1-金刚烷基）-N'-环己基-4-吗啉羧box盐酸盐
RP 66471：2-（苯甲酰氧基）-N-甲基-1-（3-吡啶基）-,,（1S-反式）-环己烷甲硫酰胺
SCA40：6-溴-8-（甲基氨基）咪唑并[1,2-a]吡嗪-2-腈
SCH 23390：R(+)-7-氯-8-羟基-3-甲基-1-苯基-2,3,4,5-四氢-1H-3-苯并氮杂盐酸盐
SKF-525A：2-二乙基氨基乙基-2,2-二苯基戊酸盐酸盐，普拉地芬盐酸盐
TMB-8：3,4,5-三甲氧基苯甲酸8-（二乙氨基）辛酯
TRAM-34：1- [2-氯苯基）二苯基甲基] -1H-吡唑
U-37883A：4-吗啉羧酰亚胺-N-1-金刚烷基-N'-1-环己基
UCL 1684：6,10-Diaza-3(1,3),8(1,4)-dibenzena-1,5(1,4)-diquinolinacyclodecaphane
UK 78282：4-[（二苯基甲氧基）甲基] -1- [3-（4-甲氧基苯基）丙基]哌啶
WIN 17317-3: （1-苄基-7-氯-4-正丙基丙基亚氨基-1,4-二氢喹啉
XE991：10,10-双（4-吡啶基甲基）-9-（10H）-蒽酮
ZD 6169：(S)-N-（4-苯甲酰基-苯基）-3,3,3-三氟-2-羟基-2-甲基丙酰胺
ZM 181,037：(R*,R*)-2- [2- [2-（二甲基氨基）-1- [5-（1,1-二甲基乙基）-2-甲氧基苯基] -1-羟丙基]苯氧基]-乙酰胺
ZM 226600: N-(4-Phenylsulphonylphenyl)-3,3,3-trifluoro-2-hydroxy-2-methylpropanamide