CANAUX IONIQUES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Les caractéristiques structurales des canaux ioniques

Les canaux ioniques sont des protéines membranaires

Les canaux ioniques sont des protéines capables de changer de conformation et d'osciller entre des états fermés, inactivés et ouverts (fig. 5), selon des équilibres qui peuvent être caractérisés, comme pour tous les édifices macromoléculaires, par des constantes cinétiques, ou constantes de temps. Par un traitement mathématique que nous ne détaillerons pas ici, l'analyse fine de la distribution des temps et fréquences d'ouverture des canaux, permet d'avoir accès aux différentes constantes cinétiques des changements de conformation de ces protéines.

Conformations ouvertes et fermées. Des canaux membranaires

Dessin : Conformations ouvertes et fermées. Des canaux membranaires

Dessin

Événements d'ouverture-fermeture, en haut, et basculement du canal, en bas. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Du fait de leur intégration dans une bicouche lipidique, les canaux ioniques sont des protéines soumises à des contraintes topologiques bien particulières. En effet, ceux-ci doivent pouvoir être intégrés dans une membrane hydrophobe, ce qui indique que leur surface externe doit être elle aussi de nature hydrophobe. La chaîne polypeptidique d'une protéine canalaire s'organise pour traverser la membrane sous forme d'hélices alpha (fig. 6a), pour lesquelles les groupements -CO- et -NH- de la chaîne principale sont masqués en formant des liaisons hydrogène intrapeptidiques, et les chaînes latérales hydrophobes des acides aminés font contact avec l'environnement lipidique (fig. 6b). Une vingtaine d'acides aminés organisés en hélice alpha suffisent à une chaîne polypeptidique pour traverser intégralement une membrane plasmique, formant ce que l'on appelle un segment transmembranaire. Différents segments transmembranaires s'agencent ensemble pour former la structure compacte du canal, exposant sa face externe aux lipides membranaires, et créant dans ses régions internes un pore ionique traversant l'édifice de part en part (fig. 6). Lorsque le gène codant pour un canal a été isolé, ces notions topologiques permettent d'obtenir des informations structurales concernant l'insertion de la protéine dans la membrane, car les segments transmembranaires, formés d'une vingtaine d'acides aminés hydrophobes, sont facilement identifiables [...]

Structure d'un canal ionique

Dessin : Structure d'un canal ionique

Dessin

En a, représentation schématique de l'insertion d'un segment transmembranaire dans une bicouche lipidique. Noter la structure hélicale, permettant un masquage des groupements C=O et N-H, et le contact des chaînes latérales hydrophobes, R avec les lipides membranaires. En b, représentation... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 7 pages

Médias de l’article

Protéines responsables des gradients ioniques transmembranaires

Protéines responsables des gradients ioniques transmembranaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Canaux et transporteurs membranaires

Canaux et transporteurs membranaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Courants unitaires enregistrés en patch

Courants unitaires enregistrés en patch
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Relations courant-potentiel, et relations potentiel-conductance

Relations courant-potentiel, et relations potentiel-conductance
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 8 médias de l'article


Écrit par :

  • : docteur, maître de conférences, université de Nice-Sophia-Antipolis
  • : chargée de recherche au C.N.R.S., laboratoire Transport ionique, aspects normaux et pathologiques, université de Nice-Sophia Antipolis

Classification

Autres références

«  CANAUX IONIQUES  » est également traité dans :

ABSORPTION VÉGÉTALE

  • Écrit par 
  • René HELLER, 
  • Jean-Pierre RONA
  •  • 4 470 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « La diffusion »  : […] La diffusion est un mouvement spontané (sans dépense d'énergie métabolique) des ions dans le sens de leur gradient de potentiel électrochimique Δ μ (gradients de concentration et de potentiel électrique membranaire). La diffusion tend à annuler le gradient de potentiel électrochimique des ions entre deux compartiments séparés par une membrane biologique (par exemple, le plasmalemme – membrane pl […] Lire la suite

AQUAPORINES

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 2 340 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Insuffisance de la seule diffusion au travers des membranes »  : […] Les cellules sont encloses dans une membrane, faite d'une bicouche lipidique, qui enferme le cytoplasme, avec ses organelles et inclusions. Sur la face externe de la membrane, se trouve une autre solution aqueuse, contenant, de même d'ailleurs que le cytoplasme, des ions tels que sodium, potassium, ammonium, calcium, magnésium... La membrane est semi-perméable. Sa traversée par des ions et des m […] Lire la suite

AUDITION - Acoustique physiologique

  • Écrit par 
  • Pierre BONFILS, 
  • Yves GALIFRET, 
  • Didier LAVERGNE
  •  • 14 763 mots
  •  • 16 médias

Dans le chapitre « Les canaux de la membrane baso-latérale »  : […] Nous avons vu que le mode de fonctionnement des canaux apicaux de transduction leur permettait de suivre des fréquences élevées. Mais, pour que le potentiel de récepteur suive les mêmes fréquences, il faut – pour ne prendre en considération que l'élément essentiel – que le potassium entré soit rapidement évacué. On a décrit, dans la membrane baso-latérale, des canaux potassium à forte conductance […] Lire la suite

BIOCHIMIE

  • Écrit par 
  • Pierre KAMOUN
  •  • 3 873 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Biochimie de l'information »  : […] Cette branche de la biochimie s'intéresse aux mécanismes de communication entre les cellules, ou entre cellules et milieu environnant. Des phénomènes aussi apparemment différents que le chimiotactisme bactérien (pouvoir attractif ou répulsif de certaines substances sur les bactéries) ou le mouvement des spermatozoïdes autour de l'ovule à féconder se traduisent en termes biochimiques très proches. […] Lire la suite

CELLULE - L'organisation

  • Écrit par 
  • Pierre FAVARD
  •  • 11 007 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Modifications conformationnelles de la membrane »  : […] La cellule peut prélever dans le milieu extracellulaire des molécules ou des particules qu'elle emprisonne dans les poches qui se détachent de sa surface, ce phénomène est l' endocytose (fig. 9b) . Il permet soit la capture de corpuscules de grande taille dans des vacuoles de quelques micromètres de diamètre – c'est la phagocytose  – soit le prélèvement de gouttelettes de milieu extracellulaire […] Lire la suite

COMMUNICATION CELLULAIRE

  • Écrit par 
  • Yves COMBARNOUS
  •  • 6 579 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Récepteurs membranaires et leurs voies de signalisation »  : […] Il existe des récepteurs membranaires tant chez les végétaux que chez les animaux. Ils sont spécifiques de nombreux ligands solubles (hormones, facteurs de croissance, neuromédiateurs, phéromones, etc.) ou de ligands insolubles (protéines membranaires de cellules voisines). Ils présentent des structures variées avec un seul ou de nombreux repliements transmembranaires hydrophobes de leur chaîne d’ […] Lire la suite

DÉPOLARISATION

  • Écrit par 
  • Didier LAVERGNE
  •  • 160 mots

Phénomène créé par l'ouverture, sous l'effet du voltage ou sous l'effet d'un neuromédiateur, des canaux ioniques servant au passage du sodium dans les membranes cellulaires, ce qui décharge la surface extérieure de celles-ci, positivement chargée au repos. Le déclenchement de cette décharge, induit par un stimulus d'intensité suffisante (sa valeur minimale, ou liminaire, est qualifiée de seuil), […] Lire la suite

HYPERTENSION

  • Écrit par 
  • Xavier JEUNEMAITRE, 
  • Jacques JULIEN, 
  • Jean-Baptiste MICHEL
  •  • 6 793 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Les formes rares mendéliennes d'HTA »  : […] Bien qu'elles ne soient responsables que d'un faible pourcentage des hypertendus, l'étude de ces formes a permis une avancée considérable dans la compréhension moléculaire du déterminisme génétique de l'HTA. L'identification moléculaire de trois d'entre elles s'est faite entre 1992 et 1995. L'hyperaldostéronisme suppressible par la dexaméthasone associe une hypertension précoce, souvent apparue a […] Lire la suite

LIAISONS CHIMIQUES - Liaisons biochimiques faibles

  • Écrit par 
  • Antoine DANCHIN
  •  • 5 907 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Liaisons dipolaires »  : […] On classe sous un tel nom trois familles d'interactions qui, dans l'ordre d'énergie décroissante, sont : ion-dipôle, dipôle-dipôle et dipôle induit-dipôle induit. La molécule d'eau illustre à nouveau très bien ce que sont ces différents modes de liaison . Dans cette molécule existe une forte dissymétrie de la répartition des électrons ; l'atome d'oxygène est entouré de beaucoup plus d'électrons q […] Lire la suite

MUCOVISCIDOSE ou FIBROSE KYSTIQUE DU PANCRÉAS

  • Écrit par 
  • Gabriel BELLON, 
  • Robert GILLY, 
  • Georges SIMON
  •  • 3 133 mots

Dans le chapitre «  Physiopathologie »  : […] Par leurs localisations et leurs expressions cliniques très variées, les manifestations pathologiques de la mucoviscidose (pancréas exocrine, intestin, voies respiratoires, voies biliaires, voies génitales, glandes sudorales) ont attiré très tôt l'attention sur l'épithélium des canaux excréteurs de ces différents organes. Toutefois, l'étude de l'épithélium respiratoire fut privilégiée du fait de […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Laurent COUNILLON, Mallorie POËT, « CANAUX IONIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/canaux-ioniques/