Por décadas, presumia-se que os canais de proteína e as bombas de proteína cumpriam funções completamente diferentes e funcionavam de forma independente. Pesquisadores da Goethe University Frankfurt e da University Groningen já elucidaram o caminho de transporte de um complexo de proteínas que combina os dois mecanismos:primeiro recebe o potássio do canal e depois o transfere para a bomba, de onde é transportado para a célula.

Uma casa equilibrada com potássio é crítica para a sobrevivência das pessoas e das bactérias. Como as bactérias são expostas a flutuações muito maiores nas condições ambientais, a ingestão controlada de potássio freqüentemente representa um desafio particular. Uma vez que a membrana celular é impenetrável para íons de potássio, tem de ser translocado através de proteínas de transporte de membrana específicas.

Por um lado, canais de potássio permitem o rápido, mas influxo passivo de íons de potássio. Isso para assim que um equilíbrio eletroquímico entre a célula e seu ambiente for alcançado. Para atingir concentrações intracelulares além disso, o potássio é transportado para a célula ativamente por meio de bombas de potássio, com energia sendo consumida na forma de ATP.

Uma vez que ambas as famílias de proteínas - canais e bombas - realizam funções muito diferentes, eles sempre foram descritos como separados um do outro. Esse, Contudo, é contradito pela observação de que KdpFABC, um altamente afim, sistema de absorção de potássio ativo de bactérias, não representa uma bomba simples, mas é constituído por um total de quatro proteínas diferentes. Um deles é derivado de uma bomba típica, enquanto outro se assemelha a um canal de potássio.

Inga Hänelt, Professor assistente de bioquímica na Goethe University, e sua colega Cristina Paulino da Universidade de Groningen, Os Países Baixos, portanto, decidiu dar uma olhada mais de perto na proteína de membrana KdpFABC através do microscópio - ou, mais especificamente, o microscópio crioeletrônico. Eles ficaram surpresos com o resultado:"Todas as hipóteses anteriores estavam erradas, "afirma Inga Hänelt." Embora tivéssemos todos os dados à nossa frente, demoramos um pouco para entender o caminho que o potássio percorre do complexo até a célula. "

Primeiro, uma proteína semelhante a um canal se liga ao potássio e o transporta através do primeiro túnel até a bomba. Assim que chegar, o primeiro, o túnel voltado para fora fecha, enquanto um segundo, o túnel voltado para dentro se abre. Esse túnel também se estende entre as duas proteínas e, em última análise, termina no interior da célula. "O complexo combina essencialmente as melhores qualidades de ambas as famílias de proteínas, "explica Charlott Stock, doutorando no grupo de pesquisa de Inge Hänelt. "A proteína semelhante a um canal se liga ao potássio, a princípio muito especificamente e com alta afinidade, enquanto a bomba permite um transporte ativo que pode enriquecer o potássio na célula em 10, 000 vezes. "

Os dados, publicado recentemente em Nature Communications , impressionou os cientistas com a diversidade de transporte através das membranas. "Aprendemos que, ao investigar várias proteínas de transporte de membrana, não devemos confiar em mecanismos aparentemente incontestáveis, mas tem que estar pronto para surpresas, "resume Inga Hänelt.