$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
רוב התאים תאיים להציג pH luminal חומציים, שהוא פרמטר מרכזי להתבגרות, סחר, מחזור של חלבונים או הורמונים ונוירוטרנסמיטורים טעינה. הוכח כי שיפוע pH בין תוכן cytosol ולפוחי מופק על ידי H vacuolar + ATPases 1, מצמידים את מובילי כלוריד CLC לפוחי 2. שניהם בנוק-אאוט (KO) עכברים וחולים אנושיים, את החשיבות של מובילים אלה כבר מסומן על ידי פנוטיפים הכבדים הנגרמים על ידי מוטציות בגנים שלהם 3-6.
בני משפחת SLC9A מחליפי נתרן-מימן, המכונים גם NHEs לNa + / H + מחליפי, הוכח להיות effectors מפתח בpH התוך התאי ורגולצית נפח תא, כמו גם בתחבורה וקטורים שווים חומצה-בסיס על פני epithelia . חוץ מזה NHEs קרום פלזמה, שלוש שמורים ביותר Na + / H + מחליפי, 6 nhe, 7ו -9 באים לידי ביטוי ברשת טרנס-Golgi ובendosomes מוקדם 7. מוטציות בגנים שלהם נקשרו עם הפרעה כמו-Angelman או כריסטנסן תסמונות 8-9, אוטיזם מבוסס משפחה 10 וקשב וריכוז והיפראקטיביות 11-12. מחליפי אלה גם היו מעורבים בבעיות ניווניות כגון אלצהיימר רגישות מחלה 13 וגנים רציפים פיגור שהכלי X צמוד תסמונות 14. יחדיו, מחקרים אלה מדגישים את החשיבות של NHEs תאיים אלה בהתפתחות מוח ו / או פונקציה.
הלוקליזציה תאית של מחליפי אלה מונעת מדידות מדויקות של הסלקטיביות יונם, כיוון תחבורה, פרמטרים הקינטית, ורגולציה. כמו במקרה של כל המובילים באו לידי ביטוי בתאים תאיים, שקשה מאוד להעריך פעילות ביוכימית שלהם ומכאן להבין באופן מלא התפקידים הפיסיולוגיים שלהם וmechanהאיזמים בסיס ההשלכות פתולוגיות שלהם. בהתבסס על ריכוז K + הגבוה cytosolic, ההשערה ביותר המקובלת היו שהם עובדים כמובילי פרוטון בזרימת בשילוב K +. קיומה של נזילה כזו פרוטון ששער, כפי שהוא עשוי לאזן שאיבת פרוטון על ידי V-ATPases על מנת לשמור על pH לפוחי מצב יציב. מטרת מאמר זה היא חזותי (i) להפגין שיטה המאפשרת את הבחירה הגנטית של שורות תאים המבטאות את מובילי לפוחי כזה בקרום הפלזמה שלהם, וכן (ii) להציג שתי גישות עצמאיות כדי למדוד את הפונקציות של מובילים אלה.
לפני שלושה עשורים, Pouysségur וFranchi יש חלוץ גישה גנטית שאפשרה שיבוט ואפיון המולקולריים של בני משפחת nhe 15. זו התבססה על הרעילות של פרוטונים תאיים כשיטת הקרנה. הצעד הראשון היה להשיג שורות תאים לקוייםבכל בורסה + / H + Na הביע בקרום הפלזמה, באמצעות ההפיכות של טרנספורטר זה. Fibroblasts (קו תא CCL39) היה מראש עם Na + או Li + ולאחר מכן הניח במדיום תאי חומצי (pH 6.5) עבור שעה 2. זה הוביל למותם של תאים לבטא Na + / H + חילופי פונקציונליים ולבחירה של תאי antiporter לקוי (קו תא PS120) 16. כשטפח במדיום ללא יקרבונט, תאים אלה רגישים מאוד להחמצה תאית אקוטית. כתוצאה מכך, הביטוי של כל מנגנון זרימת פרוטון פונקציונלי בקרום הפלזמה ייבחר באופן חיובי (ראה 17) אם תאים אלה מוגשים לacidifications תאית האקוטי. טכניקות החמצה כזו יכולה לשמש כדי לבודד שורות תאים עם סחר בפגמים המאפשרים ביטוי בכפייה של NHEs תאית WT בקרום הפלזמה.
כאוקריוטים Na + / H+ מחליפי הם electroneutral, הם לא ניתנים למדידה על ידי גישות אלקטרו שנוצלו בהצלחה רבה כדי למדוד ערוצים. כתב-יד זה ולכן מדגים כיצד למדוד את הפעילות של מחליפי זה על ידי מדידות pH תוך תאיות וקינטיקה מהירה של ספיגת ליתיום. כמושגי יסוד הם אותו הדבר, זה מעניין לשים לב שרבים מהתהליכים שפותחו עבור סעיף הבחירה משמשים גם ישירות למדידות פונקציונליות.
מעניין, יש לנו ציינו כי פגם הסחר הנוכחי בשורות התאים שנבחרו בגישה שתוארה בכתב היד הזה מוביל לביטוי גדול יותר של חלבוני לפוחי אחרים בקרום הפלזמה כגון ערוץ אשלגן לפוחי TWIK1 18. זה מצביע על כיוון הבחירה של מנגנון פגם שימור כללי לחלבונים הטרנסממברני לפוחי. מכאן הליך בחירה זו והתאים שמייצרים מאימהווה כלי מבטיח לקהילה המדעית עובדת על חלבוני הקרום של תאים תאיים. כמו גם שיטות המדידה שהוצגו כאן עשויות להיות ישימות ללימוד מובילים שאינם electrogenic אחרים.