Кіріспе

Адамда кездесетін сүтқоректілер ақуызы hERG (адамның Ether à go go Related Gene гені) – бұл калий ион арнасының альфа-бөлімшесі Kv11.1 деп аталатын ақуызды кодтайтын ген. Бұл ион арнасы (кейде жай ғана "hERG" деп белгіленеді) жүректің электрлік қызметіне үлкен үлес қосады: hERG арнасы жүректің әрекет потенциалындағы реполяризациялық IKr тогын жүзеге асырады, бұл жүректің соғуын үйлестіруге көмектеседі. Егер осы арнаның жасуша мембранасы арқылы электр тогын өткізу қабілеті дәрі-дәрмектердің әсерінен немесе кейбір отбасыларда сирек кездесетін мутациялар салдарынан тежеліп немесе бұзылса, онда қатерлі ұзақ QT синдромы деген ауру пайда болуы мүмкін. Керісінше, осы арналар арқылы ток күшін арттыратын генетикалық мутациялар жүрек ырғағының бұзылуына байланысты тұқым қуалайтын қысқа QT синдромын тудыруы мүмкін. Нарықтағы клиникалық жағынан сәтті дәрілердің көптеген түрлері hERG-ті тежеуге бейім, бұл QT аралығын ұзартады және жүрек соғуының қатерлі бұзылуына (torsades de pointes деп аталатын қарыншалық тахиаритмияға) әкелуі мүмкін. Осы себепті hERG-ні тежеу – дәрі-дәрмектерді әзірлеу кезінде сақтау қажетті маңызды антитаргетке айналды. hERG сонымен қатар жүйке жүйесінің кейбір жасушаларының қызметін реттеумен және лейкемиялық жасушаларда қатерлі ісік сипаттамаларын қалыптастырумен және сақтаумен байланысты.

Функция

hERG иондық арна ақуыздарының бірінің басты бөлігін құрайды ("жылдам" кідіріс тогы (IKr)), жүрек бұлшық жасушаларынан (жүрек миоциттерінен) калий (K+) иондарын сыртқа шығарады, ал бұл ток жүрек әрекет потенциалы кезінде жасуша мембранасының тынығу күйіне (реполяризацияға) оралу уақытын дұрыс белгілеу үшін маңызды. Арналар әртүрлі типтегі (изоформалар) hERG қоспасын қамти ма, әлде жоқ па, белгісіз, бірақ бастапқыда ашылған hERG түрі...

Құрылымы

Рентгендік кристаллографияға негізделген hERG-дің толық атомдық құрылымы әлі қолжетімді емес, бірақ құрылымдар жақында электронды микроскопия арқылы анықталды. Зертханада гетерологиялық түрде экспрессияланған hERG калий арнасы плазмалық мембрана арқылы арнаның тесігін құрайтын 4 бірдей альфа-бөлімшеден тұрады. Әр hERG бөлімшесі S1-ден S6-ға дейін нөмірленген 6 трансмембраналық альфа-спиральдардан, S5 және S6 арасында орналасқан тесік спиралінен және цитоплазмалық орналасқан N және C терминальдарынан тұрады. S4 спиралінде әр үшінші позицияда оң зарядталған аргинин немесе лизин аминқышқылының қалдықтары болады және ол кернеуге сезімтал сенсор ретінде әрекет етеді, бұл арнаға кернеу өзгерістеріне өткізгіш және өткізбейтін күйлер арасындағы конформацияларды өзгерту арқылы жауап беруге мүмкіндік береді (ол "гейтинг" деп аталады). S5 және S6 спиральдері арасында клеткадан тыс цикл ( "мұнара" деп белгілі) және "тесік циклы" бар, ол клеткадан тыс басталып, аяқталады, бірақ плазмалық мембранаға еніп кіреді; бір арнадағы hERG бөлімшелерінің әрқайсысының тесік циклы иондарды өткізетін тесікке қарап тұрады және қалған 3 бөлімшенің сәйкес циклдарымен жанасады, олар бірге арна тесігінің селективті сүзгі аймағын құрайды. SVGFG селективті тізбегі бактериялық KcsA арналарындағы тізбекке өте ұқсас.

Генетика

Бұл арнадағы функцияның жоғалту мутациялары ұзақ QT синдромына (LQT2) алып келуі мүмкін, ал функцияның күшею мутациялары қысқа QT синдромына алып келуі мүмкін. Екі клиникалық аурудың да себебі иондық арналардың бұзылуы (каналпатия деп аталады), бұл жүрек потенциалының реполяризациясындағы бұзылуларға байланысты, қауіпті жүрек аритмияларына (мысалы, torsades de pointes) әкелуі мүмкін. Ұзақ QT синдромына қарағанда қысқа QT синдромы үшін hERG мутациялары жиірек сипатталған. hERG-ді қамтитын арналар амиодаронмен тоқтатылады және QT интервалын ұзартады, бірақ оның басқа да антиаритмиялық әсерлері torsades de pointes тудырмауға көмектеседі. Тиоридазин hERG-ді тоқтатып, QT аралығының ерекше түрде ауыр ұзаруына себеп болды және осы себепті өндіруші оны өндірістен алып тастады.

Дәрілік препараттарды әзірлеу мәселесі

QT аралығын ұзартатын дәрілердің мүмкіндігі туралы құжатталған мәліметтерге байланысты, АҚШ-тың Тамақ және дәрі-дәрмек басқармасы клиникалық алдындағы дәрілерді әзірлеу кезінде жүрек қауіпсіздігінің профилін қалыптастыру бойынша ұсынымдар берді: ICH S7B. Адамға арналған фармацевтік препараттардың қарыншалық реполяризацияның кешігуіне (QT аралығының ұзаруына) әкелу мүмкіндігін клиникалық емес бағалау, CHMP/ICH/423/02 ретінде жарияланды және 2005 жылдың мамырында CHMP бекітті. Клиникалық алдын ала hERG зерттеулері GLP ортасында жүргізілуі керек.

Атау беру

hERG гені алғаш рет Джефф Уормке мен Барри Ганецки, бұрын Висконсин университетінде (Мэдисон) жұмыс істеген, жариялаған мақалада аталды және сипатталды.

Өзара әрекеттесулер

HERG 14-3-3 эпсилон протеинімен, YWHAE генімен кодталған, өзара әрекеттеседі.