Un team internazionale di ricercatori dell'Institute for Molecular Science in Giappone e del Max Planck Institute of Biophysics in Germania ha rivelato un meccanismo di trasporto ionico dell'antiporter sodio/protone simulando il suo movimento. Sulla base delle simulazioni, hanno progettato un trasportatore più veloce effettuando una mutazione sul "gate" del trasportatore.

Gli antiportatori Na+/H+ scambiano ioni sodio e protoni attraverso la membrana cellulare per controllare il pH, concentrazioni di ioni e volume cellulare, che è collegato a un ampio spettro di malattie dall'insufficienza cardiaca all'autismo. I ricercatori hanno ora progettato un antiporter Na+/H+ più veloce basato sulle simulazioni.

Un team internazionale di ricercatori, professore associato di ricerca Kei-ichi Okazaki presso l'Istituto di scienze molecolari e gruppi di professori Gerhard Hummer e Werner Kühlbrandt presso l'Istituto di biofisica Max Planck, hanno descritto un meccanismo di trasporto ionico del Na . arcaico ⁺ /H ⁺ antiporter PaNhaP in dettaglio atomico mediante simulazioni di dinamica molecolare. Sulla base delle simulazioni, hanno scoperto una coppia di residui che funge da porta per il sito di legame ionico. Per di più, hanno scoperto che una mutazione che indebolisce il cancello rende il trasportatore due volte più veloce del tipo selvatico. L'opera è stata pubblicata in Comunicazioni sulla natura il 15 aprile 2019.

"È stato sorprendente che la mutazione renda il trasportatore più veloce, " Dice Okazaki. "L'accelerazione suggerisce che il cancello bilancia le richieste concorrenti di fedeltà ed efficienza." Il cancello è stato scoperto attraverso simulazioni in cui hanno applicato un metodo chiamato campionamento del percorso di transizione per superare l'enorme divario temporale tra la scala dei secondi scambio ionico e simulazioni al microsecondo Le simulazioni hanno catturato gli eventi di trasporto ionico, che non è possibile con le simulazioni convenzionali.

"Vorremmo capire i principi di progettazione dei trasportatori, come riconoscono i loro substrati e come controllano le velocità di trasporto, " Dice Okazaki. "Queste intese meccanicistiche possono aiutare a sviluppare farmaci per curare le malattie legate ai trasportatori in futuro".