https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=IonenkanalIonenkanal - Versionsgeschichte2026-06-07T14:28:27ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Ionenkanal&diff=35190&oldid=previmported>TaxonBot: Bot: Auflösung doppelter toter Links nach https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Wikipedia:Bots/Anfragen&oldid=266185123#Aufl%C3%B6sung_der_doppelten_Toten_Links2026-04-16T20:43:47Z<p>Bot: Auflösung doppelter toter Links nach https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Wikipedia:Bots/Anfragen&oldid=266185123#Aufl%C3%B6sung_der_doppelten_Toten_Links</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>[[Datei:Nicotinic Acetylcholine receptor.png|mini|hochkant=1.3|Kristallstruktur des nikotinischen Acetylcholinrezeptors (nAChR), einem ligandengesteuerten Ionenkanal]]<br />
'''Ionenkanäle''' sind [[pore]]n<nowiki />bildende [[Transmembranprotein]]e, die elektrisch geladenen Teilchen, [[Ion]]en, das Durchqueren von [[Biomembranen]] ermöglichen. Aufgrund dieser Funktion werden sie auch als '''Kanalproteine''' oder '''Tunnelproteine''' bezeichnet. Der Transport erfolgt dabei entlang des bestehenden [[Elektrochemischer Gradient|elektrochemischen Gradienten]] (dem Konzentrations- und Potentialgefälle). Dadurch unterscheiden sie sich von aktiven [[Transportprotein]]en wie den [[Ionenpumpe]]n, die ihrerseits unter Energieverbrauch den [[Membrantransport#Aktiver Transport|primär aktiven Transport]] über Ionenkanäle ermöglichen. Ionenkanäle finden sich sowohl in der außenliegenden [[Zellmembran]] als auch in den Membranen der [[Zellorganellen]] wie dem [[Tonoplast]].<br />
<br />
Ionenkanäle sind, im Zusammenspiel mit anderen Transportproteinen, von universeller Bedeutung für Transportprozesse über die Membransysteme der Zelle. Dazu gehören die Regulation der [[Osmose|osmotischen Aktivität]], des Säure-Basen-Haushalts, die Aufnahme und Ausscheidung von Stoffen sowie die Erregungsleitung in [[Nerven]] und [[Muskelzelle]]n.<br />
<br />
Durch die [[Patch-Clamp-Technik]] wurde es möglich, die wenige [[Ampere|Picoampere]] großen Ionenströme über einzelne Kanalproteine zu messen und so ihre elektrischen, kinetischen und anderen Eigenschaften zu erfassen.<br />
<br />
== Biophysikalische Eigenschaften ==<br />
=== Selektivität und Leitfähigkeit ===<br />
Ionenkanäle können anhand ihrer ausgeprägten oder auch fehlenden Selektivität für bestimmte Ionen beschrieben werden. Je höher die Selektivität für eine Ionensorte, umso geringer ist die [[Leitfähigkeit]] der geöffneten Pore für andere Ionen.<br />
Man kennt hochspezifische Kanäle für<br />
* [[Kation]]en (positiv geladen) wie:<br />
** [[Kalium]]<br />
** [[Natrium]]<br />
** [[Calcium]]<br />
* [[Anion]]en (negativ geladen) wie:<br />
** [[Chlorid]]<br />
** [[Nitrat]]<br />
** [[Malat]]<ref>''[[Lehrbuch der Botanik für Hochschulen]]''; begr. von E. Strasburger. 35. Aufl. Spektrum, Akad. Verl., 2002.</ref><br />
<br />
Ionenkanäle werden oft nach ihrer Selektivität benannt: [[Kaliumkanal|Kalium-]], [[Natriumkanal|Natrium-]], [[Calciumkanal|Calcium-]] oder [[Chloridkanal|Chlorid-Kanal]].<br />
<br />
Daneben gibt es die sogenannten ''unspezifischen Kationenkanäle'' wie die [[TRP-Kanäle]], engl. ''transient receptor potential channels'', die eine ähnliche Leitfähigkeit für Kalium-, Natrium- und Calciumionen aufweisen.<br />
<br />
Es existiert eine Reihe von Ionenkanälen für [[Proton (Chemie)|Protonen]] wie [[Thermogenin]] oder [[Spannungsgesteuerter Protonenkanal|spannungsgesteuerte Protonenkanäle]]. Protonen werden aber auch aktiv, unter [[Adenosintriphosphat|ATP]]-Verbrauch, von [[Protonenpumpe]]n transportiert; letztere gehören nicht zu den Ionenkanälen. Ebenfalls nicht zu den Ionenkanälen im engeren Sinne werden die [[Connexon]]e der ''[[gap junction]]s'' gezählt, die Moleküle bis ca. 1&nbsp;[[Dalton (Einheit)|kDa]] passieren lassen können.<br />
<br />
=== Steuerung (''Gating'') ===<br />
Die Leitfähigkeit der meisten Ionenkanäle wird vom vorhandenen Milieu oder gerichteten Signalen drastisch beeinflusst, man bezeichnet solche Kanäle als gesteuert (engl. ''gated'').<br />
==== Spannungsgesteuerte Ionenkanäle ====<br />
{{Hauptartikel|Spannungsgesteuerter Ionenkanal}}<br />
Eine große Klasse von Ionenkanälen wird durch das [[Membranpotential]] gesteuert (spannungsabhängige Ionenkanäle). So sind z.&nbsp;B. typische spannungsaktivierte Natrium-Kanäle während des Ruhemembranpotenzials nicht leitfähig, sondern nur dann, wenn sie durch eine [[Depolarisation (Physiologie)|Depolarisation]] aktiviert werden.<br />
<br />
==== Ionenkanal-Rezeptoren ====<br />
{{Hauptartikel|Ionotroper Rezeptor}}<br />
Eine andere große Klasse von Ionenkanälen wird durch [[Ligand (Biochemie)|Liganden]] aktiviert, also durch Moleküle, die als [[Botenstoff]]e fungieren (liganden-gesteuerte Ionenkanäle). So wird z.&nbsp;B. der [[Acetylcholin-Rezeptor]], der eine Rolle bei der Signaltransduktion vom Nerv auf den Muskel spielt, bei Anwesenheit des [[Neurotransmitter]]s [[Acetylcholin]] leitfähig.<br />
<br />
==== Andere Steuerungsmechanismen ====<br />
* [[mechanosensitive Ionenkanäle]] können durch mechanische Reize (z.&nbsp;B. Druck, Vibrationen) aktiviert werden.<br />
* [[lichtgesteuerte Ionenkanäle]] (light gated channels), z.&nbsp;B. die [[Channelrhodopsin]]e, werden durch Licht spezifischer Wellenlänge aktiviert<br />
* [[temperaturgesteuerte Ionenkanäle]] werden ab spezifischen Temperaturen aktiviert<br />
<br />
=== Transportrate ===<br />
Ionenkanäle haben im geöffneten Zustand die größte [[Änderungsrate|Durchlassrate]] von allen Transportproteinen, sie wird meist mit 10<sup>6</sup> bis 10<sup>8</sup> Ionen pro Sekunde angegeben. Damit bilden sie die schnellsten Membrantransportmittel, verglichen mit kotransportierenden Proteinen ([[Symporter]] und [[Antiporter]]) (10<sup>2</sup> bis 10<sup>4</sup> Moleküle pro Sekunde) oder ATP-getriebenen Pumpen (10<sup>0</sup> bis 10<sup>2</sup> Ionen pro Sekunde).<ref>{{Toter Link |datum=2018-04 |url=http://www.meduniwien.ac.at/sg/files/16/306/physiologie3_nichtaktivertransport.pdf |text=''Nicht-Aktiver Transport'' |fix-attempted=ja |archivebot=}}, Skript ''Medizinische Physiologie'' der [[Universität Wien]], 2003 (PDF, 445&nbsp;kB).</ref><br />
<br />
== Trivia ==<br />
[[Datei:Birth of an Idea.jpg|mini|''Birth of an Idea'' (2007) von [[Julian Voss-Andreae]]. Diese 1,50&nbsp;m hohe Skulptur wurde von [[Roderick MacKinnon]] in Auftrag gegeben und basiert auf den Atomkoordinaten, die von MacKinnons Gruppe 2001 veröffentlicht wurden.]]<br />
<br />
[[Roderick MacKinnon]], der 2003 zusammen mit [[Peter Agre]] den [[Nobelpreis für Chemie]] für seine Strukturaufklärung von Ionenkanälen erhielt, beauftragte den deutsch-amerikanischen Künstler [[Julian Voss-Andreae]], eine Plastik auf Basis seiner experimentellen Daten zu erschaffen.<ref>{{Internetquelle |autor=Philip Ball |url=https://www.chemistryworld.com/opinion/column-the-crucible/3005023.article |titel=Column: The crucible: Art inspired by science should be more than just a pretty picture |werk=[[Chemistry World]] |datum=2008-02-26 |sprache=en |abruf=2024-01-07}}</ref><br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Membrantransport]]<br />
* [[Natriumkanal]], [[Kaliumkanal]], [[Calciumkanal]], [[Chloridkanal]], [[HERG-Kanal]]<br />
* [[Acetylcholin-Rezeptor|nikotinische Acetylcholinrezeptor]], [[Glutamatrezeptor|ionotrope Glutamatrezeptor]], [[GABA-Rezeptor|ionotrope GABA-Rezeptor]]<br />
* [[Blutzucker-Sensorsystem]]<br />
<br />
== Literatur ==<br />
* Ulrich Koert: ''Synthetische Ionenkanäle.'' In: ''[[Chemie in unserer Zeit]].'' 31, 1997, S. 20–26, {{DOI|10.1002/ciuz.19970310105}}.<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
{{Commonscat|Ion channels|Ionenkanal}}<br />
* [http://www.ionchannels.org/ Ion Channel, Patch Clamp and Electrophysiology Portal]<br />
* Proteopedia: [https://proteopedia.org/wiki/index.php/Ion_channels ''Ion channels'']<br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
<br />
{{Normdaten|TYP=s|GND=4138699-1}}<br />
<br />
[[Kategorie:Biochemie]]<br />
[[Kategorie:Zellbiologie]]<br />
[[Kategorie:Neurochemie]]<br />
[[Kategorie:Membrankanal| Ionenkanal]]<br />
[[Kategorie:Proteingruppe]]</div>imported>TaxonBot