Les canaux ioniques sont des pores dans la membrane des cellules ou des organites cellulaires. Ils autorisent des particules chargées positivement ou négativement, soi-disant ions, être transporté à travers la membrane. Les biochimistes de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont maintenant réussi à imager une région régulatrice importante du canal ionique calcique humain TRPML2 à haute résolution, une zone du canal en forme de grand anneau sur un côté de la membrane. Cette bague agit comme un portier, décider si les ions peuvent se déplacer à travers le canal. "Notre étude a révélé la structure de l'anneau, qui est aussi appelé domaine extracytosolique/luminal (ELD), dans les canaux humains TRPML2, et aussi que c'est ce domaine qui est responsable de l'interaction du canal avec le calcium, " a déclaré le professeur Ute Hellmich de l'Institut de pharmacie et de biochimie JGU - Sciences de la vie thérapeutique. En fonction de la valeur du pH, les ions calcium peuvent ouvrir ou bloquer le canal, et donc contrôler leur transport à travers les membranes cellulaires.

Le groupe de recherche de Hellmich a étudié quelles propriétés structurelles de l'anneau du canal ionique sont responsables du passage des ions calcium. « Le calcium est un messager cellulaire important qui joue également un rôle dans de nombreuses maladies, " a expliqué Hellmich. L'élément effectue de nombreuses tâches dans le corps, y compris la régulation des enzymes et l'aide à la fusion membranaire.

TRPML2, abréviation de transitoire potentiel de récepteur mucolipine 2, est un canal ionique de la sous-famille des mucolipines des canaux TRP impliqués dans la perception sensorielle chez l'homme. TRPML2 joue un rôle dans la réponse immunitaire aux infections et augmente l'infectiosité des virus Zika et de la dengue. En outre, des mutations dans les canaux ioniques TRPML peuvent entraîner la cécité, surdité, et des dommages neurologiques chez l'homme.

La valeur du pH est cruciale pour l'activité des canaux ioniques

Comme Hellmich l'indique clairement, les canaux ioniques ne sont pas de simples trous. Ils peuvent être activement ouverts et fermés. Cette, à son tour, active et contrôle les voies cellulaires. « Nous avons maintenant découvert que la liaison du calcium au domaine extracytosolique/luminal de TRPML2 au-dessus du canal dépend du pH, " a déclaré Kerstin Viet, premier auteur de l'article dans la revue scientifique Structure . Cette recherche faisait partie de son mémoire de maîtrise et lui a valu le prix de la Fondation Adolf Todt.

À un pH plus élevé d'environ sept, trouvé à l'extérieur de la cellule, les ions calcium peuvent se lier à l'anneau et ainsi le bloquer. Inversement, les ions calcium ne sont plus capables de bloquer l'ouverture à un pH plus bas typique de certains compartiments intracellulaires. "L'anneau agit comme un gardien pour le reste du canal ionique, " dit Viêt.

Celui-ci régule donc l'activité du canal :Il est important que le canal ionique ne soit activé qu'à l'intérieur de la cellule, où le pH est généralement bas; en effet, le canal n'est ouvert que lorsqu'un mécanisme cellulaire particulier signale qu'il a besoin de calcium. Une activation intempestive à la surface de la cellule pourrait bien endommager la cellule. « Le mécanisme de régulation est astucieux. Il est également pertinent, par exemple, à la façon dont la cellule réagit à une infection virale, " dit Hellmich, ajoutant que l'ensemble du processus juste quand et comment un canal ionique est ouvert ou fermé n'est pas encore entièrement compris. Les deux autres canaux ioniques de la sous-famille des mucolipines humaines, TRPML1 et TRPML3, ont également un anneau de portier similaire. Les résultats de l'étude permettent donc pour la première fois de comparer les trois sous-types.