AE1多肽可分为三个功能域:细胞质伴域,大约400个氨基酸,互动在红细胞各种酶、血红蛋白、锚蛋白,和乐队4.2;膜生成领域,阴离子交换发生和羧基终端在细胞质中,同事与碳酸酐酶II ( 27]。蛋白质形式macrocomplex的一部分,结合膜和胞质蛋白,被认为是提高天然气运输的效率红细胞( 28]。

图 1说明了每个点突变的位置已确定患者的阳离子漏水的红细胞。之间的高度保守的氨基酸替换关注已知电中性的离子交换剂(SLC4A1 A2和A3),他们都是位于细胞膜跨域。

红细胞的渗透病人轴承杂合的突变对AE1调查,和传输特性的point-mutated AE1已经研究了两栖动物的卵母细胞中表达。因此,在大多数情况下,可以将数据从红色细胞异源表达系统的数据。这里给出这些数据,并将在第三部分讨论。表 1总结了阳离子漏水的红细胞的主要特征和变异AE1。

红细胞泄漏Na⁺和K⁺由乌本苷和bumetanide-resistant机制,是依赖于温度的;这是增加了温度低于37°C。这已经被广泛研究的患者红细胞L687P杂合的,D705Y, S731P, H734R, R760Q, S762R AE1突变体( 20., 21]。K的扩散⁺和钠⁺根据他们的电化学梯度导致红细胞渗透脆性。在体温,阳离子泄漏可以或多或少补偿根据突变体。一个出土文物等离子K⁺(pseudohyperkalaemia)可以观察到血液冷却到室温后( 30.]。阳离子泄漏的温度依赖性的形状突变体之间不相同( 20.),红细胞的形态也显示了一些患者之间的差异:血液涂片展览stomatocytes或球形红细胞。在红细胞H734R或G796R AE1突变,增加活动的Na⁺- k⁺2氯⁻转运蛋白,K⁺cl⁻转运蛋白,Na⁺/小时⁺换热器,或K⁺/ Na⁺/小时⁺换热器被报道( 22, 26]。R730C突变也涉及增加Na的活动⁺/小时⁺换热器和Na⁺/ K⁺泵,而Gardos通道流量减少( 23]。因此,红细胞渗透性结果从两个单价阳离子AE1点突变引起的泄漏和溶质运营商的活动刺激初始Na⁺和K⁺运动。这些其他运营商的监管可能不同患者之间以及身体如何应对阳离子漏水的红细胞。这可能解释患者的表型的变化(表 1)。

研究了病人,AE1丰富的红细胞是非常正常的。然而,这些细胞的离子渗透率下降表明亏损阴离子交换蛋白的功能( 20.]。D705Y,的确,功能描述L687P R730C, S731P, H734R, S762R, G796R突变体中表达非洲爪蟾蜍卵母细胞表明他们不再能够交换Cl⁻和 HCO 3 - - - - - - ( 21, 25]。相比之下E758K和R760Q突变体保持一个阴离子交换活动( 24, 31日]。这两个突变体的另一个有趣的区别是,他们丰富的质膜高度依赖血型糖蛋白(GPA) coexpression。绩点是绑定AE1和作为伴侣。而且这种互动激发AE1运输活动( 32- - - - - - 34]。

很少有研究对电导的stomatocytic红细胞是可用的。只有电导的红细胞从两个R730C或H734R突变患者对AE1报道。补丁当前录音3日从患者红细胞R730C AE1突变不允许检测增加阳离子电导相比正常红细胞( 23]。类似的结论已经从电导分析红细胞与H734R AE1突变( 26]。

表达L687P、D705Y S731P、H734R R760Q, S762R或G796R AE1突变体在非洲爪蟾蜍卵母细胞诱发逆转非洲爪蟾蜍卵母细胞Na⁺和K⁺在媒介内容后3天乌本苷和布美他尼。这种阳离子泄漏与乌本苷和bumetanide-resistant Rb增加有关⁺和李⁺吸收是类似于红细胞阳离子泄漏( 20.- - - - - - 22]。Na⁺和K⁺运输与AE1错义突变显示了Na的独立运动⁺和K⁺1对1化学计量学。此外,评估时,电导与这些阳离子运动有关。因此,分子机制负责观察阳离子运动通道传输机制( 25]。

药理学的运输活动的突变体在红细胞评估或异种的表达系统。做(4,4′-diisothiocyanatostilbene-2 2′, -disulfonate)长期以来一直被抑制在微摩尔的浓度阴离子交换( 35, 36]。此外,磺酸盐激进了可以连接两个不同赖氨酸(K539和K851)在假定的跨膜螺旋(TM) 5和12 AE1膜生成域( 36]。因此可以共价结合并在每一个或两个两个赖氨酸。坐在了导数(4-acetamido-4′-isothiocyano-2 2′芪disulfonate),氟芬那酸,和尼氟酸也AE1活动的有效抑制剂。观察到的是点突变损害蛋白质对古典阴离子交换剂抑制剂的敏感性。例如,S731P突变阻止了共价结合换热器( 20.]。两个突变体保持阴离子交换活动,做了敏感性的运输也受损。图 2说明了Cl⁻/ HCO 3 - - - - - - 交换了浓度的函数比wt AE1 R760Q突变。R760Q突变降低AE1做敏感性如图所示的正确的剂量反应曲线的转变。阴离子吸收由E758K突变也比wtAE1[不太敏感了 24]。

药理学的阳离子AE1点突变引起的泄漏也被调查。抑制Na的⁺和K⁺L687P引起的泄漏,D705Y、S731P H734R,和R760Q突变已经观察到红细胞坐,潘生丁,NS1652也称阻止阴离子交换剂( 20.]。药理学的阳离子泄漏很难评估以来,非洲爪蟾蜍卵母细胞可以激活内源性阳离子渗透率普遍AE1抑制剂如做或尼氟酸( 37, 38]。然而,抑制Na⁺和K⁺观察电导引起的表达突变AE1和坐在plurivalent阳离子如锌^{2 +}拉^{3 +},Gd^{3 +}( 24, 25]。

在AE1点突变与阳离子漏水的红细胞,两个突变体(R730C和E758K)两栖动物的卵母细胞表现出特殊的运输特性。R730C AE1突变诱发只有弱乌本苷,bumetanide-resistant阳离子泄漏在非洲爪蟾蜍卵母细胞。是不可能衡量乌本苷和bumetanide-resistant显著增加^86年Rb⁺吸收,只有一个 ≈增加2.5倍⁺吸收(比较观察 ≈例如8番增加卵母细胞表达S731P突变)。此外R730C突变体的表达增加活动的Na⁺/ K⁺atp酶( 23]。E758K,突变体渗透率特性取决于表达系统。在两个不同的两栖动物的卵母细胞,研究了非洲爪蟾蜍,钝口螈属。在这两个物种,丰富的质膜取决于coexpression GPA。和诱发突变使阴离子交换活动^86年Rb⁺在两个系统吸收。然而,看来这Rb渗透率不相关突变体的表达水平当用钝口螈属表示:更高的转运蛋白与GPA coexpressed时不产生更高^86年Rb吸收。E758K突变体的表达也略有增加非洲爪蟾蜍卵母细胞传导,但这电导不占观察Rb⁺渗透率作为推断从药理差异模式 24]。

点突变在AE1与单价阳离子泄漏有关红细胞在不同的表达系统。这个单价阳离子泄漏可以关联到一个非选择性阳离子电导和内源性活性升高运输系统。

两种可能性不独家可以设想:AE1多肽的错义突变的蛋白质传输特性的变化成为漏水的Na⁺和K⁺或突变AE1刺激本地Na的转运蛋白⁺和K⁺在红细胞不等的表达系统。

工作鳟鱼AE1已经表明,这种蛋白质能与Na⁺- k⁺2氯⁻转运蛋白羧基终端领域,刺激的活动这个运输机在非洲爪蟾蜍卵母细胞( 39]。报告E758K和R730C AE1突变表明阳离子泄漏与这些突变可能涉及内生转运蛋白激活仍然未定义。

作为macrocomplex AE1形式的一部分,它的功能与碳酸酐酶( 27, 40),它还参与许多分子相互作用在红细胞,锚蛋白,血型糖蛋白(GPA),糖酵解酶,或血红蛋白,例如 28, 41- - - - - - 43]。因此,point-mutated AE1可能干扰不同的内生转运蛋白(理解为泵、通道或运营商)在红细胞不等的表达系统。它可以提出点突变通过改变AE1构象使分子相互作用调节各种内源性转运蛋白的活性。AE1突变构象可以设想这不会显著改变AE1运输功能,但在红细胞激活内源性单价阳离子渗透率不同的表达系统。这应该发生在不同的点突变AE1膜生成域。

因为先锋工作的电生理学家红细胞在80年代( 44),大量的阳离子和阴离子电导的特点。离子电导(maxianion通道( 45, 46非选择性Ca等)或阳离子电导^{2 +}透水阳离子通道(l型^{2 +}频道,压敏电阻器)或非选择性voltage-independent阳离子通道(NSVCCs) [ 47- - - - - - 51)和Ca^{2 +}敏感的K⁺通道(Gardos频道)( 44]人类红细胞的特点。提出TRPC6,瞬时受体电位家族成员蛋白,有助于当前在红细胞(非选择性voltage-independent阳离子 52]。然而,通道的分子身份负责大部分的电生理描述电导是未知的。它可以提出非选择性Na⁺和K⁺AE1点突变引起的泄漏可能会由其中一个电导。然而,阳离子的特性泄漏与AE1点突变没有指出任何描述的红细胞渠道。特别是,这种阳离子泄漏对阿米洛利,已知块NSVCC;是不敏感的细胞外Cl⁻浓度,以刺激红细胞阳离子通道;是不敏感的细胞外钙^{2 +}浓度( 25]。因此,在红细胞在异源表达系统,转运蛋白的分子身份最终激活point-mutated AE1仍然未知的激活机制。

无论阳离子的起源AE1点突变引起的泄漏,阳离子渗透的连续变化将损害红细胞体内平衡和调节不同的转运蛋白的活性。红细胞的渗透特性与H734R G796R,或R730C AE1突变表明不同转运蛋白的活动可以刺激:Na⁺- k⁺2氯⁻转运蛋白,Na⁺/ K⁺腺苷三磷酸酶,Na⁺(K⁺)/小时⁺换热器和K⁺cl⁺转运蛋白( 22, 23, 26]。这可能是由于这一事实点突变AE1诱导阳离子泄漏本地阳离子浓度的变化。这些变化可能是负责后续各种阳离子转运蛋白的激活。因此,同一AE1突变可能导致不同的表型在红细胞取决于内生转运蛋白反应初始阳离子泄漏。

没有确定本地运输中介阳离子泄漏与AE1点突变相关,阳离子AE1漏水的假说是具有挑战性和最简单的提议。此外,它提供了一个有吸引力的方式理解这种蛋白质的传输机制。而它被描述为一个典型的电中性的阴离子交换剂,阴离子交换率通过AE1极快(每秒000)和Cl⁻偶尔发生滑移(1 000交流)。晶体结构没有提供足够的分辨率来帮助理解传输机制( 53]。这种机制应该允许快速交替构象变化,可以像打开了大门。先前的鳟鱼AE1工作表明,该换热器可以作为有机溶质的离子电导渗透行为(牛磺酸、山梨糖醇)和单价阳离子(Na⁺和K⁺)[ 54, 55]。在截断人类AE1也表明,这种蛋白质可以像电导时删除的跨膜段6和7 56]。因此,它似乎可行的电中性的离子交换器转换成由不同的manœuvres导电通路。前红细胞的研究,基于药理学证据,也通过AE1建议单价阳离子泄漏可能诱导减少细胞外Cl⁻浓度( 57]。单价阳离子的猜测泄漏通过AE1多肽结合以下注意事项。

点突变引起的蛋白质构象变化所显示的变化药理学敏感性(图 2),通过阴离子交换容量的障碍,或平均绩点要求正确处理质膜。此外,不同的点突变可能会产生一个类似AE1构象推导出类似的渗透模式。传输特性的细胞表达AE1 AE1建议至少三个功能状态:wt状态, 一个突变状态没有发生阴离子交换只有阳离子和存在泄漏 B突变状态阴离子交换和阳离子泄漏(图共存 3)。这些功能状态是否与不同结构状态AE1的但是很有可能。

看来明显无关的职位AE1膜生成域易受损害阴离子交换功能以同样的方式:点突变L687P, D705Y, S731P, H734R, S762R, G796R废除阴离子交换和诱发类似单价阳离子泄漏也类似于阳离子泄漏中观察到细胞表达突变AE1负责东南亚卵形红细胞症(SAO AE1) [ 21]。圣AE1删除9结的氨基酸蛋白质的胞质域和膜生成域( 58]。这种突变是流行在东南亚人口提出防止恶性疟疾( 59]。因此,阳离子漏水的构象作为一个复杂的组织包括遥远的片段出现在膜蛋白质的跨域,这构象可以通过删除获得胞质交界处和跨膜域(SAO AE1)或一些特定的点突变。胞质域, 本身,可能是没有参与阳离子漏水的构象所显示的胞质域鳟鱼AE1删除工作使其导电传输机制( 60]。

wtAE1,阴离子交换网站涉及跨膜螺旋8 8 (TM)和阴离子选择性滤波器包括地区TM 12和13的顶部和氨基酸的循环连接TM 7和8 [ 61年, 62年]。我们最近工作阳离子漏H734R变异表明,相同的TM 8也参与阳离子运动建议的常见途径通过阴、阳离子AE1 [ 63年]。此外,结果表明,氨基酸的细胞内循环连接TM 8和TM 9中扮演重要角色AE1传输特性。例如,替换这个循环诱发带电残基的阳离子泄漏,严重损害阴离子交换活动。点突变的位置S731P、H734R E758K, R760Q, S762R四肢接下来的循环连接TM 9和10也表明这个中心的一个重要功能作用膜生成域的一部分。氨基酸替换这两个循环可以改变方向,旋转,或运动的TM 8, 9, 10,损害AE1交通站点。泄漏可以被视为一个破碎的密封泄漏Na的运输系统⁺和K⁺高动力的存在。这导致认为交通站点容易不同引起的结构变化,但特定的氨基酸替换。这种变化揭露单价阳离子的电导,似乎并没有干扰的能力交换阴离子自一些突变体展览运输活动。

航母作为通道的可能性似乎相互矛盾。事实上渠道被视为结构可以同时连接内部和细胞外介质,通过载体不应该发生什么。然而,越来越多的例子膜蛋白与模糊行为之间的渠道和转运蛋白。运输通道活动的历史例子是谷氨酸转运体也是一个氯通道( 64年- - - - - - 66年]。氯通道、钠⁺- k⁺泵,其他的例子模棱两可的渠道和转运蛋白之间的传输机制,加强我们的简单假设阳离子漏AE1 [ 65年- - - - - - 69年]。在红细胞,单价阳离子泄漏也伴随着的杂合突变在RhAG(恒河相关糖蛋白)基因。两种不同的氨基酸替换RhAG可以打开毛孔阳离子通过膜蛋白提出NH₃/ NH₄⁺转运体在红细胞 70年]。