TRP-Kanal
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LoslegenSynonym: TRP-Rezeptor
Englisch: transient receptor potential channel
Definition
TRP-Kanäle sind eine Familie von Ionenkanälen, die bei Aktivierung einen Einstrom von Kationen ermöglichen. Sie spielen v.a. eine Rolle in der Temperatur- und Schmerzwahrnehmung.
Biochemie
TRP-Kanäle bestehen aus sechs Transmembrandomänen, die jeweils die Zellmembran durchziehen. Die Porenschleife befindet sich dabei zwischen Segment 5 und 6 des Ionenkanals. Die N- und C-Termini liegen auf der zytosolischen Seite der Zellmembran.[1] Vier Untereinheiten lagern sich zu einem funktionsfähigen Homo- oder Heterotetramer zusammen.
Bei Säugetieren werden 28 TRP-Kanäle unterschieden, die sich anhand ihrer Aminosäuresequenz-Homologie in sieben Unterfamilien einteilen lassen.[2]
Physiologie
TRP-Kanäle sind nichtselektive Kationenkanäle, die für unterschiedliche Kationen permeabel sind, u.a. für Natrium (Na+), Kalium (K+), Calcium (Ca2+) und Magnesium (Mg2+).[2] Es handelt sich bei der Familie der TRP-Kanäle um polymodale Rezeptoren, die durch verschiedene extrazelluläre und intrazelluläre Stimuli aktiviert werden.[3] Sie spielen u.a. eine wichtige Rolle bei der Thermozeption (Kälte- und Wärmeempfinden) sowie bei der Geschmacks- und Schmerzwahrnehmung.
Einteilung
Man kann TRP-Kanäle einerseits in Unterfamilien gliedern oder sie nach ihren funktionellen Eigenschaften einteilen:
... nach Unterfamilien
- Klassische Unterfamilie (TRPC 1-7): TRPC1, TRPC2, TRPC3, TRPC4, TRPC5, TRPC6, TRPC7
- Vanilloidrezeptor-Unterfamilie (TRPV 1-6): TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6
- Melastatin-Unterfamilie (TRPM 1-8): TRPM1, TRPM2, TRPM3, TRPM4, TRPM5, TRPM6, TRPM7, TRPM8
- Drosophila-NOMPC-Unterfamilie (TRPN): bei Säugetieren nicht funktionell exprimiert
- Ankyrin-Unterfamilie (TRPA): z.B. TRPA1
- Mucolipin-Unterfamilie (TRPML 1-3): TRPML1, TRPML2, TRPML3
- Polycystin-Unterfamilie (TRPP): TRPP1 (PKD2), TRPP2 (PKD2L1) und TRPP3 (PKD2L2)
In Hefen wurde eine achte TRP-Familie identifiziert und als TRPY bezeichnet. Der prominenteste Vertreter dieser Familie ist der TRPY1-Kanal.
... nach Funktion
- Thermozeption: TRPM3, TRPM8, TRPV1, TRPV3 und TRPV4. Noch umstritten ist, ob TRPV2, TRPA1 und TRPM2 eine Rolle in der Temperaturwahrnehmung spielen.
- Nozizeption: TRPA1, TRPV1, eventuell TRPM3.
- Calciumstoffwechsel: TRPV5 und TRPV6. In der Niere wird Calcium über luminale TRPV5-Kanäle resorbiert. Ihre Expression kann durch Calcitriol gesteigert werden. TRPV6 dient der Calciumresorption in den Enterozyten des Dünndarms.
... nach Phylogenetik
Phylogenetisch werden die sieben Unterfamilien in zwei übergeordnete Gruppen zusammengefasst:[1]
- Gruppe 1: TRPC, TRPV, TRPM, TRPN und TRPA
- Gruppe 2: TRPP und TRPML
Die Kanäle der Gruppe 1 sind untereinander enger verwandt. Die Gruppe-2-Kanäle (TRPP, TRPML) zeichnen sich durch eine große extrazelluläre Schleife zwischen der ersten und zweiten Transmembrandomäne aus. Die Hefe-Kanäle der TRPY-Familie sind nur entfernt mit den Gruppe-1- und Gruppe-2-Kanälen verwandt.
Klinik
Die Bedeutung der TRP-Kanäle wird v.a. durch die Anzahl an genetisch bedingten Erkrankungen deutlich, die durch Mutationen in dem jeweils zugrunde liegenden TRP-Gen verursacht werden. Eine aberrante TRP-Funktion kann sich u.a. durch eine Vielzahl verschiedener Störungen manifestieren, die das Skelett, die Haut, das Nervensystem, die Sinnesorgane, die Nieren und das Herz betreffen.[2] Beispiele für solche TRP-Kanalopathien sind:[4]
- Mukolipidose Typ IV (TRPML1)
- Autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung (PKD2)
- familiäre fokal segmentale Glomerulosklerose (TRPC6)
- Hypomagnesiämie mit sekundärer Hypokalzämie (TRPM6)
- Skelettdysplasien und hereditäre Neuropathien (TRPV4)
Pharmakologie
Aufgrund ihrer Vielfältigkeit besteht ein großes pharmakologisches Interesse an den TRP-Kanälen. Verbindungen, die TRPV1, TRPV3, TRPV4, TRPA1 und TRPM8 modulieren, werden derzeit in klinischen Studien evaluiert.[5]
Quellen
- ↑ 1,0 1,1 Venkatachalam K, Montell C. TRP channels. Annu Rev Biochem. 2007;76:387-417.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Zhang M et al. TRP (transient receptor potential) ion channel family: structures, biological functions and therapeutic interventions for diseases. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):261.
- ↑ Ramsey IS, Delling M, Clapham DE. An introduction to TRP channels. Annu Rev Physiol. 2006;68:619-47.
- ↑ Koivisto AP, Belvisi MG, Gaudet R, Szallasi A. Advances in TRP channel drug discovery: from target validation to clinical studies. Nat Rev Drug Discov. 2022;21(1):41-59.
- ↑ Moran MM. TRP Channels as Potential Drug Targets. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2018;58:309-330.