HERG
Englisch: human Ether-a-go-go Related Gene
Definition
Der hERG ist die α-Untereinheit des gleichnamigen hERG-Kanals, der hauptsächlich in Kardiomyozyten vorkommt. Es handelt sich dabei um einen auswärtsgleichrichtenden, spannungsaktivierten Kanal, der auf den Transport von Kaliumionen spezialisiert ist. Seine wichtigste Aufgabe ist die Repolarisation während eines Aktionspotenzials am Herzen. Der Kanal ist Träger des IKr-Stroms. Schäden oder Funktionsstörungen am hERG-Kanal können zu lebensgefährlichen Herzrhythmusstörungen führen.
Genetik
Das Gen für den hERG-Kanal befindet sich auf Chromosom 7 an Genlokus 7q35-q36.
Struktur
Es existieren mehrere, strukturell unterschiedliche Varianten des hERG-Kanals. Er ist ein Tetramer aus vier Untereinheiten, von denen wiederum jede über sechs Transmembrandomänen verfügt. Es existieren Homotetramere, die lediglich aus α-Untereinheiten bestehen und Heterotetramere, die α- und β-Untereinheiten besitzen.
Klinik
Störungen am hERG-Kanal können Herzrhythmusstörungen auslösen, da sich die Repolarisationsphase des Aktionspotenziales verändert. Eine Herzerkrankung, die auf einer strukturellen Abnormalität des Kanals basiert, ist das Long-QT-Syndrom mit pathologischer Verlängerung des QT-Intervalls. Die zugrundeliegende Loss-of-Function-Mutation behindert den Ionenstrom durch den hERG-Kanal.
Umgekehrt können HERG-Mutationen, die den Ionenstrom durch den Kanal beschleunigen (Gain-of-Function-Mutationen), ein Short-QT-Syndrom verursachen.
Pharmakologie
Auch Arzneimittel können die Funktionalität des hERG-Kanals beeinflussen und eine QT-Verlängerung auslösen. Beispiele dafür sind Chloroquin, Hydroxychloroquin und Azithromycin. Daher müssen alle neu entwickelten Wirkstoffe bezüglich ihres Effektes auf den hERG-Kanal untersucht werden.
Die Arzneistoffe können unter anderem mit aromatischen Aminosäureseitenketten der Kanalpore interagieren, was zu einer Blockade des Ionenkanals führt - der Kanal bleibt dann offen. Eine andere Art, wie Medikamente mit hERG-Kanälen interagieren können, ist durch das sog. Trapping. Die Medikamente werden in der Zelle eingeschlossen und können nicht durch den Kanal in den Extrazellulärraum.