Por primera vez, Investigadores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Tecnológica de Texas (TTUHSC) han identificado un residuo de aminoácido específico que es responsable de invertir la comunicación entre la apertura de la puerta de activación y la inactivación del filtro de selectividad de un canal de potasio. El estudio fue publicado en la Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) Número de abril.

Luis G. Cuello, Doctor., profesor asociado en el Departamento de Fisiología Celular y Biofísica Molecular de TTUHSC y director del Laboratorio de Instalaciones Básicas del Centro de Investigación de Proteínas de Membrana, dijo que su equipo de investigación pudo revertir la forma en que funcionan los canales de potasio desde las bacterias hasta los humanos.

"Normalmente, un canal de potasio abre la puerta de activación y gestiona la conducción de iones durante cientos de milisegundos, entonces porque la puerta de activación y el filtro se cruzan, el filtro sufre un cambio en su conformación que produjo su colapso, que cesa la conducción de iones, inactivando el canal, "Dijo Cuello.

Los canales de potasio son proteínas extremadamente especializadas que están incrustadas en una membrana que rodea a cualquier célula viva. Al cerrar y abrir una estrecha constricción conocida como puerta de activación, controlan el transporte de iones de potasio dentro y fuera de la célula. El filtro de selectividad de los canales de potasio es la región dentro de la estructura de la proteína que se encarga de la discriminación selectiva entre los iones de potasio y sodio. que son aproximadamente del mismo tamaño. Cuello dijo que esta área de la proteína obtiene un pasaje que se adapta perfectamente a los iones de potasio, pero es incapaz de acomodar los iones de sodio. lo que lo hace "selectivo" para los iones de potasio. El filtro también puede actuar como una puerta secundaria en serie a la puerta de activación.

"Establecimos esto antes resolviendo la estructura cristalina de un canal de potasio abierto, "Cuello dijo." La apertura de la puerta de activación induce el colapso del filtro de selectividad lo que impide el flujo de iones a través de él a pesar de tener la puerta de activación abierta. El colapso de un canal de potasio es la causa subyacente de un proceso conocido como inactivación de tipo C, lo que hace que el filtro de selectividad sea la puerta de inactivación de tipo C. "

Los canales de potasio son proteínas que están formadas por residuos de aminoácidos. UNA TRONINA es uno de los 20 residuos de aminoácidos diferentes que usa una célula para construir una molécula de proteína. El laboratorio de Cuello identificó un residuo de Treonina (Treonina 75) como un jugador crucial que comunica la apertura de la activación al filtro de selectividad del canal.

El acoplamiento alostérico se refiere a la comunicación entre dos regiones dentro de una estructura proteica. Muchos fármacos terapéuticos se unen a un sitio específico dentro de la estructura de la proteína (sitio de unión) y producen un efecto en algún otro lugar dentro de la proteína (sitio efector). Identificar la red de residuos de aminoácidos que utilizan las proteínas para acoplar dos sitios distantes es un paso importante hacia la comprensión a nivel atómico de cómo las proteínas regulan todos los aspectos fisiológicos dentro del cuerpo humano.

La investigación de Cuello encontró una manera de revertir este proceso en un canal mutante, la mutación de treonina a alanina en los canales desde las bacterias hasta los humanos revierte el proceso. Estos canales mutantes tienen un filtro de selectividad inactiva cuando la puerta de activación está cerrada y se restablece a una conformación conductora cuando la puerta de activación está abierta.

"Con este estudio, obtenemos un conocimiento y control sin precedentes sobre este tipo de canales, ", Dijo Cuello." Al desarrollar una mejor comprensión y ejercer un control incomparable de este tipo de moléculas, estamos allanando el camino hacia el diseño inteligente y la síntesis de fármacos terapéuticos novedosos y más seguros para corregir enfermedades asociadas con la disfunción de los canales de potasio ".