Descubren cómo se abren y cierran los poros de los canales iónicos

Mecanismo de apertura de los canales iónicos
SINC
Publicado 14/05/2018 12:10:45CET

MADRID, 14 May. (EUROPA PRESS) -

Un estudio de la Universidad de Wisconsin (Estados Unidos), liderado por una investigadora española, ha presentado un novedoso modelo para explicar cómo se abren y cierran los poros de los canales iónicos, que controlan el paso de iones por la membrana celular.

Estos canales iónicos, unos complejos proteicos que regulan procesos vitales como el latido del corazón, son además la diana a la que se dirigen muchos fármacos. También están detrás de importantes procesos celulares, como la transmisión de la señal entre las neuronas, la secreción de neurotransmisores y la difusión del dolor por el cuerpo. Además, confieren capacidades eléctricas y excitables a las células. Cuando fallan, se producen patologías cardiacas o neuronales.

"Por su naturaleza y función, son magníficas dianas terapéuticas de medicamentos destinados a la hipertensión, las arritmias y otras enfermedades, así como el lugar donde actúan algunas toxinas de arácnidos o serpientes", ha explicado la investigadora Ana Fernández Mariño, que durante su estancia en la Universidad de Wisconsin ha publicado en la revista 'Nature Structural & Molecular Biology', junto a otros colegas, un artículo científico que recoge una nueva forma de explicar cómo se activan los canales iónicos.

Se trata de estructuras proteicas transmembranales que actúan como un sistema de compuertas para regular el paso de iones (potasio, sodio, calcio o cloro) a través de un poro. Este se abre o cierra por los estímulos que llegan desde otra región del canal, denominada sensor de voltaje, que detecta los cambios de potencial eléctrico de la membrana.

Hasta ahora se pensaba que el poro y el sensor de voltaje estaban acoplados a través de un enlazador o 'linker' (una espiral de unos 15 aminoácidos), que se puede accionar con el movimiento del sensor de voltaje. Esta es la visión canónica del mecanismo de acoplamiento entre las dos partes del canal iónico.

Pero el equipo de Fernández Mariño ha descubierto una vía no canónica, que involucra a un segmento de aminoácidos constituido por parte del sensor de voltaje y parte del poro. Estos dos segmentos se ajustan como si fueran una cremallera para desencadenar la apertura o cierre del canal.

"Para realizar el estudio hemos utilizado como modelo un canal de potasio llamado Shaker, junto a técnicas de mutagénesis, electrofisiología, fluorescencia, simulaciones de dinámicas moleculares y cálculos de energías, con las que hemos podido analizar las vías moleculares por las que se produce el acoplamiento entre el sensor de voltaje y el poro", ha añadido la investigadora, según recoge la plataforma Sinc.

La nueva vía ayuda a explicar descubrimientos recientes en los que se ha detectado que algunos canales iónicos regulados por voltaje y con un papel fundamental en el latido del corazón (como los denominados Human ether à-go-go related gene (hERG)) que apenas tiene un 'linker'. Es un fragmento de solo cinco aminoácidos y prescindible para el acoplamiento entre las dos piezas.

"Nuestro estudio abre, por tanto, el debate sobre cómo los canales iónicos en general responden a las señales de voltaje siguiendo la vía no canónica, que vale tanto para el caso de los de tipo Shaker con su enlazador bien estructurado como para los de la familia de hERG y otras sin apenas linker", ha subrayado Fernández Mariño.

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