p A maioria dos canais iônicos é muito seletiva em relação aos íons que podem ou não passar por eles. Eles podem ser condutores para íons de potássio e não condutores para íons de sódio, ou vice-versa. Contudo, vários canais de íons permitem a passagem eficiente de ambos os tipos de íons. Como essas proteínas de canal realizam isso? Uma equipe de cientistas em torno do Dr. Han Sun e do grupo de pesquisa do Professor Adam Lange no Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) encontrou a resposta para esta pergunta. p Seu estudo revelou diferenças estruturais e dinâmicas entre canais iônicos seletivos e não seletivos. Os cientistas descreveram suas descobertas e conclusões na revista Nature Communications . Em canais não seletivos, o filtro de seletividade exibe uma dinâmica considerável não presente em canais seletivos. O filtro de seletividade de canais iônicos não seletivos pode existir em duas formas diferentes. Depende do estado do filtro de seletividade, um ou outro tipo de íon pode passar.

p Os canais de íons desempenham papéis importantes nos organismos. Por exemplo, canais iônicos estão em ação quando o organismo registra estímulos e passa as informações para o cérebro na forma de sinais elétricos. Durante esta transmissão de sinal, átomos carregados (íons) devem entrar e sair das células envolvidas. Os íons não podem permear as membranas das células lipofílicas. Em vez de, eles passam por canais de proteínas nas membranas celulares.

p Em muitos casos, os canais de íons permitem a passagem de apenas um tipo de íon específico, ou seja, eles podem ser condutores de potássio, mas não de íons de sódio ou vice-versa. O filtro de seletividade que é a parte mais estreita do canal é responsável por essa discriminação de íons. Contudo, o canal NaK permite a passagem de íons sódio e potássio. Foi o foco do presente estudo por cientistas FMP em torno do Dr. Han Sun e Professor Adam Lange, juntamente com colegas em Göttingen (Alemanha) e Hefei (China).

p Os canais iônicos não seletivos são muito importantes na medicina.

p Até agora, permanece controverso porque os canais de NaK permitem a passagem de íons de sódio e potássio. O professor Adam Lange explica:"Embora as imagens cristalográficas de raios-X nos mostrassem a estrutura tridimensional do canal, era difícil explicar por que esse canal é condutor para dois tipos diferentes de íons com alta eficiência semelhante. Isso foi particularmente difícil de entender porque a sequência e a estrutura 3-D do filtro de seletividade são semelhantes às dos canais seletivos de potássio. "

p O cientista Dr. Han Sun acrescentou que este é um sistema modelo para vários outros canais iônicos não seletivos no corpo humano. Nesse contexto, os canais dependentes de nucleotídeos cíclicos e os canais de nucleotídeos cíclicos ativados por hiperpolarização (canais CNG e HCN) são médica e fisiologicamente relevantes. "Sabemos que os canais CNG são importantes para a visão e o olfato. Os canais HCN disfuncionais estão implicados em várias doenças neurológicas, como epilepsia ou autismo."

p Íons específicos preferem estruturas de canal específicas

p Os cientistas usaram uma combinação de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) e simulações de dinâmica molecular assistida por computador. Os resultados revelaram que o filtro de seletividade do canal de NaK muda dinamicamente entre duas estruturas. Cada estrutura é condutora para um dos dois tipos de íons. Dr. Han Sun diz, "Surpreendentemente, as simulações de computador mostraram que os íons de potássio que passam pelo canal NaK preferem a estrutura de um canal seletivo de potássio, enquanto o mecanismo de passagem do íon sódio é semelhante ao da passagem dos íons sódio através de um canal seletivo de íons de sódio. "Até agora, os pesquisadores acreditam que a estrutura do filtro de seletividade é a mesma para o transporte de íons de sódio e potássio através do canal de NaK.

p Para reunir mais evidências do papel crucial da estrutura dinâmica do filtro de seletividade NaK, os cientistas experimentaram um canal NaK mutado (mutação de ponto duplo NaK2K). Este canal NaK mutado é condutor apenas para íons de potássio. O professor Adam Lange relata os resultados:"Nossas investigações de RMN revelaram claramente que o filtro de seletividade desse canal forma apenas uma única estrutura."