Pour la toute première fois, des chercheurs du Texas Tech University Health Sciences Center (TTUHSC) ont identifié un résidu d'acide aminé spécifique qui est responsable de l'inversion de la communication entre l'ouverture de la porte d'activation et l'inactivation du filtre de sélectivité d'un canal potassique. L'étude a été publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) Numéro d'avril.

Luis G. Cuello, Doctorat., professeur agrégé au Département de physiologie cellulaire et de biophysique moléculaire du TTUHSC et directeur du Core Facility Laboratory du Center for Membrane Protein Research, a déclaré que son équipe de recherche était capable d'inverser le fonctionnement des canaux potassiques des bactéries à l'homme.

"Normalement, un canal potassique ouvre la grille d'activation et gère la conduction ionique pendant des centaines de millisecondes, alors parce que la grille d'activation et le filtre diaphonie, le filtre subit un changement de conformation qui a entraîné son effondrement, qui cesse la conduction ionique, désactiver le canal, " a déclaré Cuello.

Les canaux potassiques sont des protéines extrêmement spécialisées qui sont intégrées dans une membrane qui entoure toute cellule vivante. En fermant et en ouvrant une étroite constriction connue sous le nom de porte d'activation, ils contrôlent le transport des ions potassium dans et hors de la cellule. Le filtre de sélectivité des canaux potassiques est la région de la structure protéique chargée de la discrimination sélective entre les ions potassium et sodium, qui sont à peu près de la même taille. Cuello a déclaré que cette zone de la protéine procure un passage qui s'adapte parfaitement aux ions potassium mais est incapable d'accueillir les ions sodium, ce qui le rend "sélectif" pour les ions potassium. Le filtre peut également agir comme une porte secondaire en série avec la porte d'activation.

"Nous l'avons déjà établi en résolvant la structure cristalline d'un canal potassique ouvert, " a déclaré Cuello. "L'ouverture de la porte d'activation induit l'effondrement du filtre de sélectivité qui empêche le flux d'ions à travers lui malgré l'ouverture de la porte d'activation. L'effondrement d'un canal potassique est la cause sous-jacente d'un processus connu sous le nom d'inactivation de type C, ce qui fait du filtre de sélectivité la porte d'inactivation de type C."

Les canaux potassiques sont des protéines constituées de résidus d'acides aminés. Une THRÉONINE est l'un des 20 résidus d'acides aminés différents qu'une cellule utilise pour construire une molécule de protéine. Le laboratoire de Cuello a identifié un résidu de thréonine (Thréonine 75) comme un acteur crucial qui communique l'ouverture de l'activation au filtre de sélectivité du canal.

Le couplage allostérique fait référence à la communication entre deux régions au sein d'une structure protéique. De nombreux médicaments thérapeutiques se lient à un site spécifique dans la structure de la protéine (site de liaison) et produisent un effet ailleurs dans la protéine (site effecteur). L'identification du réseau de résidus d'acides aminés que les protéines utilisent pour coupler deux sites distants est une étape importante vers la compréhension au niveau atomique de la façon dont les protéines régulent tous les aspects physiologiques du corps humain.

Les recherches de Cuello ont trouvé un moyen d'inverser ce processus dans un canal mutant, la mutation de la thréonine en alanine dans les canaux allant des bactéries jusqu'aux humains inverse le processus. Ces canaux mutants ont un filtre de sélectivité inactif lorsque la porte d'activation est fermée et se remet à une conformation conductrice lorsque la porte d'activation est ouverte.

"Avec cette étude, nous acquérons une connaissance et un contrôle sans précédent sur ces types de canaux, " a déclaré Cuello. " En développant une meilleure compréhension et en exerçant un contrôle inégalé de ce type de molécules, nous ouvrons la voie à la conception intelligente et à la synthèse de médicaments thérapeutiques nouveaux et plus sûrs pour corriger les maladies associées au dysfonctionnement des canaux potassiques. »