I canali ionici sono pori nella membrana delle cellule o degli organelli cellulari. Permettono particelle cariche positivamente o negativamente, cosiddetti ioni, essere trasportato attraverso la membrana. I biochimici della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) sono ora riusciti a visualizzare un'importante regione regolatoria del canale ionico del calcio TRPML2 umano ad alta risoluzione, un'area del canale a forma di grande anello su un lato della membrana. Questo anello si comporta come un portiere, decidere se gli ioni possono muoversi attraverso il canale. "Il nostro studio ha rivelato la struttura dell'anello, che è anche chiamato dominio extracitosolico/lumenale (ELD), nei canali TRPML2 umani, e anche che è questo dominio che è responsabile dell'interazione del canale con il calcio, " ha affermato la professoressa Ute Hellmich del JGU Institute of Pharmacy and Biochemistry-Therapeutical Life Sciences. A seconda del valore del pH, gli ioni calcio possono aprire o bloccare il canale, e quindi controllano il loro trasporto attraverso le membrane cellulari.

Il gruppo di ricerca di Hellmich ha studiato quali proprietà strutturali dell'anello del canale ionico sono responsabili del passaggio degli ioni calcio. "Il calcio è un importante messaggero cellulare che svolge anche un ruolo in molte malattie, " ha spiegato Hellmich. L'elemento svolge numerosi compiti nel corpo, compresi gli enzimi regolatori e l'aiuto nella fusione della membrana.

TRPML2, abbreviazione di potenziale recettore transitorio mucolipina 2, è un canale ionico della sottofamiglia delle mucolipine dei canali TRP coinvolti nella percezione sensoriale nell'uomo. TRPML2 svolge un ruolo nella risposta immunitaria alle infezioni e aumenta l'infettività dei virus Zika e dengue. Inoltre, mutazioni nei canali ionici TRPML possono provocare cecità, sordità, e danni neurologici negli esseri umani.

Il valore del pH è cruciale per l'attività del canale ionico

Come chiarisce Hellmich, i canali ionici non sono semplici fori. Possono essere attivamente aperti e chiusi. Questo, a sua volta, attiva e controlla le vie cellulari. "Ora abbiamo scoperto che il legame del calcio al dominio extracitosolico/lumenale TRPML2 sopra il canale dipende dal pH, " ha dichiarato Kerstin Viet, primo autore dell'articolo sulla rivista scientifica Struttura . Questa ricerca faceva parte della sua tesi di Master e le è valsa il Premio della Fondazione Adolf Todt.

Ad un valore di pH più alto di circa sette, trovato all'esterno della cella, gli ioni calcio possono legarsi all'anello e quindi bloccarlo. Al contrario, gli ioni calcio non sono più in grado di bloccare l'apertura a pH più basso tipico di alcuni compartimenti intracellulari. "L'anello agisce come un custode per il resto del canale ionico, " ha detto Viet.

Questo regola quindi l'attività del canale:è importante che il canale ionico sia attivato solo all'interno della cellula, dove il pH è generalmente basso; in effetti il ​​canale si apre solo quando un particolare meccanismo cellulare segnala che richiede calcio. L'attivazione non richiesta sulla superficie cellulare potrebbe causare danni alla cellula. "Il meccanismo di regolazione è intelligente. È anche rilevante, Per esempio, a come la cellula reagisce a un'infezione virale, " disse Hellmich, aggiungendo che l'intero processo proprio quando e come un canale ionico viene aperto o chiuso non è ancora completamente compreso. Gli altri due canali ionici della sottofamiglia della mucolipina umana, TRPML1 e TRPML3, hanno anche un anello del portiere simile. I risultati dello studio consentono quindi per la prima volta di confrontare tutti e tre i sottotipi.