El paso de iones a través de la membrana celular está controlado por canales iónicos, que son complejos proteicos que regulan procesos vitales, como los latidos del corazón, además de ser el objetivo al que se dirigen muchos medicamentos. Ahora, un estudio de la Universidad deWisconsin, dirigido por un investigador español, presenta un modelo novedoso para explicar cómo se abren y cierran los poros de estos canales.
Detrás de importantes procesos celulares, como la generación y propagación de los latidos del corazón, la transmisión de señales entre las neuronas, la secreción de neurotransmisores y la difusión del dolor a través del cuerpo están los canales iónicos, que confieren capacidades eléctricas y excitables a las células.Cuando fallan, tienen lugar patologías cardíacas o neuronales y otras.
"Debido a su naturaleza y función, son objetivos terapéuticos magníficos para las drogas que luchan contra la presión arterial alta, las arritmias y otras enfermedades, así como el lugar donde actúan algunas toxinas de arácnidos o serpientes", agrega la investigadora Ana Fernández Mariño, quien durante supermanecer en la Universidad de Wisconsin EE. UU. ha encontrado, junto con otros colegas, una nueva forma de explicar cómo se activan los canales iónicos.
Estas son estructuras de proteínas transmembrana que actúan como un sistema de compuertas para regular el paso de iones potasio, sodio, calcio, cloruro, etc. a través de un poro. El poro se abre o cierra por los estímulos que provienen de otra regióndel canal, llamado sensor de voltaje, que detecta cambios en el potencial eléctrico de la membrana.
Hasta ahora se pensaba que el poro y el sensor de voltaje estaban acoplados a través de un conector una hélice de aproximadamente 15 aminoácidos, que puede activarse por el movimiento del sensor de voltaje. Esta es la visión canónica del mecanismo de acoplamientoentre las dos partes del canal iónico
Pero la investigación de Fernández Mariño ha descubierto una vía no canónica, que involucra un segmento de aminoácidos formado por parte del sensor de voltaje y parte del poro. Estos dos segmentos se ajustan entre sí como una cremallera para activar la apertura o cierredel canal. Los detalles se publican en Naturaleza, biología estructural y molecular .
"Para llevar a cabo el estudio, utilizamos como modelo un canal de potasio llamado Shaker, junto con mutagénesis, electrofisiología, técnicas de fluorescencia, simulaciones de dinámica molecular y cálculos de energía, con los cuales hemos podido analizar las vías moleculares a través de las cualesel acoplamiento entre el sensor de voltaje y el poro tiene lugar ", explica el investigador.
El nuevo enfoque ayuda a explicar los descubrimientos recientes en los que se ha detectado que algunos canales iónicos están regulados por voltaje y tienen un papel fundamental en los latidos del corazón, como el llamado gen relacionado con el éter humano à-go-go hERG - apenas tiene un conector. Es un fragmento de solo cinco aminoácidos y es prescindible para el acoplamiento entre las dos piezas.
"Nuestro estudio, por lo tanto, abre el debate sobre cómo los canales iónicos en general responden a las señales de voltaje siguiendo la ruta no canónica, que es válida tanto para el tipo Shaker con su enlazador bien estructurado como para los de la familia hERG y otros que apenastener un enlazador ", señala Fernández Mariño.
El científico concluye: "Si comprendemos mejor cómo funcionan estos canales iónicos, entenderemos mejor los mecanismos fisiológicos que regulan, así como sus patologías, y esto nos ayudará a diseñar nuevos medicamentos para mejorar nuestra calidad de vida"
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Materiales proporcionado por FECYT - Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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