ATP 의존성(민감성) K+ 채널 (atp sensitive potassium channel), Katp channel

1. 세포내의 atp수준에 의해 조절되는 칼륨 채널
2. 심장, 골격근, 이자 베타세포, 뇌, 평활근 세포막, 미토콘드라 발현
3. 정상조건 = closed
4. 대사성 스트레스 (무산소, 대사 억제, 국소 빈혈) = open
(예) 심장 허혈
- Katp 채널이 열려 ap 빈도 감소 = 과분극
- 칼슘 유입 억제, 근육의 수축 억제 = 에너지 소비를 줄여 세포 보존
5. 구조

- ATP 민감성 칼륨채널은 세포 내 ATP 및 ADP에 의해서 닫힘과 열림을 조절 K+의 흐름을 조절한다
- Kir 6.x 와 SUR subunit으로 구성된다.
= sarcKATP, mitoKATP, nucKATP 로 분류된다.

(예) 이자 베타 세포

휴지상태에서 췌장의 β세포의 Kir이 약하게 자발적으로 활성화되어 K+이 세포밖으로 흐르고 휴지막 전위를 유지한다.
포도당이 유입되어 대사되면 ATP의 상대적 수준이 증가되면 Katp가 닫히고
세포의 막전위가 탈분극되면 활성화되어 Ca2+의존성 insulin이 방출된다.

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(예) 미토콘드리아

에너지 소실이 시작되면 미토콘드리아 기능이 감소한다.
= 내막 전위차나 불균형한 막전이 이온수송,자유라디칼의 과잉
mitoKatp 는 내부 Ca2+농도와 막 팽창 정도를 조절하기 위해 개폐된다.
적절한 막 전위를 회복시켜 미토콘드리아 ATP합성에 필요한 양성자 기울기를 유지하도록 H+를 유출시킨다.
=미토콘드리아 기질 내로 칼륨을 운반하게 됨. 그 이유는 k+/h+ antiporter를 작동시키 위함
= PmitoKATP는 내부막을 가로질러 기질을 향해 전기전위차를 형성하는 K+를 보낸다. 그래서 막 전위를 낮춘다.
= PmitoKATP와 K+/H+ Antiporter는 호흡에 의해 발생하는 양성자 동력인 ΔpH를 없앤다.
= ATP는 Katp를 억제하지만 자유지방산(FFA), acyl-CoA, 라다칼은 이 채널을 활성화 시킨다.
=> 호흡을 통해 산소로 생성을 멈추고 이에 따른 양성자 방출도 멈춘다. 결합된 양성자 방출도 표시된다

외에도 신경계에서는 apoptosis를 방지하기 위해서 이 채널을 쓴다는데 잘 모르겠음


(예) 핵/ 신경세포

sarcKATP와 nucKATP는 대사성 스트레스에 대한 내구성과 회복에 기여한다.
핵 내의 nucKATP매개성 Ca2+농도변화가 보호단백질 유전자의 발현을 준비하는 동안 sarcKATP가 개방되어 활동 전위의 지속 기간이 감소된다.
- 뉴런에서 K ATP 채널 기능의 개략도. K ATP 채널은 뉴런의 전기적 활동을 연결하는 대사 센서 역할
- 정상적인 생리적 조건 하에서, ATP / ADP 비가 높기 때문에 K ATP 채널은 닫힌 상태로 유지됩니다.
- ATP 수준을 낮추거나 ADP 수준을 향상시켜 ATP / ADP 비율을 줄이면 채널이 열리고 K + 이온이 세포를 빠져 나와 뉴런이 과분극


​(예) 심장허혈

심장허혈은 괴사에 의한 심근세포사망을 지연시켜 근육에 영구적인 손상을 유발한다.
세포 Ca2+의 과부하 및 근육 수축시 힘이 더 커지는 것을 방지하여 심근을 보호한다.
또한 Ca2+을 적절히 분포시키고 교감신경에 대한 감수성을 약하게 하며혈관 평활근을 조절한다.
Kir6.2 또는 SUR2유전자의 돌연변이는 관상 동맥 혈관경련 및 사망을 초래한다.
내피세포-유래 이완인자로 알려진 물질의 일부(산화질소 및 프로스타사이클린)는 생쥐 심실근 세포에서 ATP-민감성 칼륨통로의 활성 조절에 관여하며, 그 조절의 양상은 세포의 조건에 따라 통로의 활성을 증가 또는 억제시키는 양면성을 보인다고 추론하였다.

(예) 응용 : 당뇨병 치료제

​SUR 효현제가 바로 sulfonylurea계 당뇨병치료제. (sur = 설포닐유레아 수용체)