Per la prima volta in assoluto, ricercatori del Texas Tech University Health Sciences Center (TTUHSC) hanno identificato uno specifico residuo amminoacidico responsabile dell'inversione della comunicazione tra l'apertura della porta di attivazione e l'inattivazione del filtro di selettività di un canale del potassio. Lo studio è stato pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) numero di aprile.

Luis G. Cuello, dottorato di ricerca, professore associato presso il Dipartimento di Fisiologia Cellulare e Biofisica Molecolare del TTUHSC e direttore del Core Facility Laboratory del Center for Membrane Protein Research, ha detto che il suo team di ricerca è stato in grado di invertire il modo in cui i canali del potassio funzionano dai batteri all'uomo.

"Normalmente, un canale del potassio apre la porta di attivazione e gestisce la conduzione ionica per centinaia di millisecondi, quindi perché la porta di attivazione e la diafonia del filtro, il filtro subisce un cambiamento di conformazione che ne ha provocato il collasso, che cessa la conduzione ionica, disattivazione del canale, " disse Cuello.

I canali del potassio sono proteine ​​estremamente specializzate che sono incorporate in una membrana che circonda qualsiasi cellula vivente. Chiudendo e aprendo una stretta restrizione nota come cancello di attivazione, controllano il trasporto di ioni potassio dentro e fuori la cellula. Il filtro di selettività dei canali del potassio è la regione all'interno della struttura proteica preposta alla discriminazione selettiva tra ioni potassio e ioni sodio, che sono all'incirca della stessa dimensione. Cuello ha detto che quest'area della proteina procura un passaggio che si adatta perfettamente agli ioni di potassio ma non è in grado di accogliere gli ioni di sodio, che lo rende "selettivo" per gli ioni potassio. Il filtro può anche fungere da porta secondaria in serie alla porta di attivazione.

"L'abbiamo stabilito prima risolvendo la struttura cristallina di un canale del potassio aperto, "L'apertura della porta di attivazione induce il collasso del filtro di selettività che preclude il flusso di ioni attraverso di essa pur avendo la porta di attivazione aperta", ha detto Cuello. Il collasso di un canale del potassio è la causa alla base di un processo noto come inattivazione di tipo C, che rende il filtro di selettività la porta di inattivazione di tipo C."

I canali del potassio sono proteine ​​costituite da residui di amminoacidi. UNA TREONINA è uno dei 20 diversi residui di amminoacidi che una cellula utilizza per costruire una molecola proteica. Il laboratorio di Cuello ha identificato un residuo di treonina (treonina 75) come un giocatore cruciale che comunica l'apertura dell'attivazione al filtro di selettività del canale.

L'accoppiamento allosterico si riferisce alla comunicazione tra due regioni all'interno di una struttura proteica. Molti farmaci terapeutici si legano a un sito specifico all'interno della struttura proteica (sito di legame) e producono un effetto da qualche altra parte all'interno della proteina (sito effettore). Identificare la rete dei residui amminoacidici che le proteine ​​usano per accoppiare due siti distanti è un passo importante verso la comprensione a livello atomico come le proteine ​​regolano tutti gli aspetti fisiologici all'interno del corpo umano.

La ricerca di Cuello ha trovato un modo per invertire questo processo in un canale mutante, la mutazione da treonina ad alanina nei canali dai batteri fino all'uomo inverte il processo. Questi canali mutanti hanno un filtro inattivo di selettività quando la porta di attivazione è chiusa e ripristina una conformazione conduttiva quando la porta di attivazione è aperta.

"Con questo studio, acquisiamo una conoscenza e un controllo senza precedenti su questi tipi di canali, " ha detto Cuello. "Sviluppando una migliore comprensione ed esercitando un controllo senza pari su questo tipo di molecole, stiamo aprendo la strada alla progettazione intelligente e alla sintesi di farmaci terapeutici nuovi e più sicuri per correggere le malattie associate alla disfunzione dei canali del potassio".