近位尿細管とそのチャネルタンパク質の密着結合

腎近位尿細管は、タイトジャンクションを通過する傍細胞チャネルの助けを借りて、腎水と溶質の再吸収の大部分を達成します。近位尿細管にそのようなチャネルを形成するタンパク質は、クローディン-2、クローディン-10A、そしておそらくクローディン-17です。Claudin-2は、Na+やK+のような小さな陽イオンに選択的な傍細胞チャネルを形成します。互いに独立して、Claudin-10aとClaudin-17はアニオン選択的チャネルを形成します。クローディンは、傍細胞の「細孔経路」を形成し、純粋に密閉されたクラウディンやその他のタイト接合タンパク質とともに、尿細管上皮細胞を囲むタイトジャンクションストランドのベルトに統合されています。ほとんどの種では、近位尿細管タイトジャンクションは、1-2（PARS CONPOLUTA）から3-5（PARS-RECTA）水平鎖で構成されています。それでも、彼らは栄養素と大きな分子の漏れの通過に対して非常に効果的に尿細管を密封します。驚くべきことに、クローディン-2チャネルも水に透過性があるため、近位吸水の20〜25％が傍細胞に発生する可能性があります。Claudin-2チャネルの正確な構造はまだ不明ですが、Na+と水が同じ細孔を共有することは明らかです。すでに解決されたクローディン結晶構造は、両方の細胞外ループからのβ鎖を含む特徴的なβシートを明らかにし、左利きの4トランス膜ヘリックスバンドルに固定されています。これにより、近位尿細管に存在するチャネル形成クラウディンの相同性モデリングが可能になりました。陽イオンおよびアニオン選択的クラウディンの表面は、提案されたイオンチャネルの領域の静電ポテンシャルが異なり、これらのクラウディンの反対の電荷選択性をもたらします。現在、クローディンベースのオリゴマーチャネルの分子構造のモデルが提案されていますが、その完全な理解は始まったばかりです。

The renal proximal tubule achieves the majority of renal water and solute reabsorption with the help of paracellular channels which lead through the tight junction. The proteins forming such channels in the proximal tubule are claudin-2, claudin-10a, and possibly claudin-17. Claudin-2 forms paracellular channels selective for small cations like Na+ and K+. Independently of each other, claudin-10a and claudin-17 form anion-selective channels. The claudins form the paracellular "pore pathway" and are integrated, together with purely sealing claudins and other tight junction proteins, in the belt of tight junction strands surrounding the tubular epithelial cells. In most species, the proximal tubular tight junction consists of only 1-2 (pars convoluta) to 3-5 (pars recta) horizontal strands. Even so, they seal the tubule very effectively against leak passage of nutrients and larger molecules. Remarkably, claudin-2 channels are also permeable to water so that 20-25% of proximal water absorption may occur paracellularly. Although the exact structure of the claudin-2 channel is still unknown, it is clear that Na+ and water share the same pore. Already solved claudin crystal structures reveal a characteristic β-sheet, comprising β-strands from both extracellular loops, which is anchored to a left-handed four-transmembrane helix bundle. This allowed homology modeling of channel-forming claudins present in the proximal tubule. The surface of cation- and anion-selective claudins differ in electrostatic potentials in the area of the proposed ion channel, resulting in the opposite charge selectivity of these claudins. Presently, while models of the molecular structure of the claudin-based oligomeric channels have been proposed, its full understanding has only started.