Uma equipe internacional de pesquisadores do Instituto de Ciência Molecular do Japão e do Instituto de Biofísica Max Planck da Alemanha revelou um mecanismo de transporte de íons do antiporter sódio / próton, simulando seu movimento. Com base nas simulações, eles projetaram um transportador mais rápido, fazendo mutação no "portão" do transportador.

Os antipórteres Na + / H + trocam íons de sódio e prótons através da membrana celular para controlar o pH, concentrações de íons e volume celular, que está ligada a um amplo espectro de doenças, desde insuficiência cardíaca até autismo. Os pesquisadores agora projetaram um antiporter Na + / H + mais rápido com base nas simulações.

Uma equipe internacional de pesquisadores, professor associado de pesquisa Kei-ichi Okazaki no Institute for Molecular Science e grupos de professores Gerhard Hummer e Werner Kühlbrandt no Max Planck Institute of Biophysics, descreveram um mecanismo de transporte de íons da archaeal Na ⁺ / H ⁺ antiporter PaNhaP em detalhes atômicos usando simulações de dinâmica molecular. Com base nas simulações, eles descobriram um par de resíduos que serve como uma porta para o local de ligação do íon. Além disso, eles descobriram que uma mutação que enfraquece o portão torna o transportador duas vezes mais rápido que o tipo selvagem. O trabalho foi publicado em Nature Communications em 15 de abril, 2019.

“Foi surpreendente que a mutação tornasse o transportador mais rápido, "Okazaki diz." A aceleração sugere que o portão equilibra demandas concorrentes de fidelidade e eficiência. "O portão foi descoberto por meio de simulações nas quais eles aplicaram um método chamado amostragem de caminho de transição para superar a enorme lacuna de escala de tempo entre a escala de segundos Simulações de troca iônica e microssegundos. As simulações capturaram os eventos de transporte de íons, o que não é possível com simulações convencionais.

"Gostaríamos de entender os princípios de design dos transportadores, como eles reconhecem seus substratos e como controlam as velocidades de transporte, "Okazaki diz." Esses entendimentos mecanicistas podem ajudar a desenvolver drogas para curar doenças relacionadas aos transportadores no futuro. "