Os canais iônicos são poros na membrana das células ou organelas celulares. Eles permitem partículas com carga positiva ou negativa, os chamados íons, para ser transportado através da membrana. Os bioquímicos da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) conseguiram agora obter imagens de uma importante região reguladora do canal de íon de cálcio TRPML2 humano em alta resolução, uma área do canal em forma de um grande anel em um lado da membrana. Este anel atua como um porteiro, decidir se os íons podem se mover através do canal. "Nosso estudo revelou a estrutura do anel, que também é chamado de domínio extracitosólico / luminal (ELD), em canais TRPML2 humanos, e também que é este domínio o responsável pela interação do canal com o cálcio, "disse o professor Ute Hellmich do Instituto JGU de Farmácia e Bioquímica - Ciências Terapêuticas da Vida. Dependendo do valor do pH, os íons de cálcio podem abrir ou bloquear o canal, e, portanto, controlar seu transporte através das membranas celulares.

O grupo de pesquisa de Hellmich investigou quais propriedades estruturais do anel do canal iônico são responsáveis ​​por permitir a passagem dos íons de cálcio. "O cálcio é um importante mensageiro celular que também desempenha um papel em muitas doenças, "explicou Hellmich. O elemento executa inúmeras tarefas no corpo, incluindo a regulação de enzimas e ajudando na fusão da membrana.

TRPML2, abreviação de potencial receptor transitório mucolipina 2, é um canal iônico da subfamília mucolipina dos canais TRP envolvidos na percepção sensorial em humanos. O TRPML2 desempenha um papel na resposta imune a infecções e aumenta a infectividade dos vírus Zika e dengue. Além disso, mutações nos canais de íons TRPML podem resultar em cegueira, surdez, e danos neurológicos em humanos.

O valor do pH é crucial para a atividade do canal iônico

Como Hellmich deixa claro, canais iônicos não são buracos simples. Eles podem ser abertos e fechados ativamente. Esse, por sua vez, ativa e controla as vias celulares. "Nós agora descobrimos que a ligação do cálcio ao domínio extracitosólico / luminal TRPML2 no topo do canal é dependente do pH, "afirmou Kerstin Viet, primeiro autor do artigo em revista científica Estrutura . Essa pesquisa fez parte de sua dissertação de mestrado e resultou na conquista do Prêmio Fundação Adolf Todt.

Em um valor de pH mais alto de cerca de sete, encontrado do lado de fora da célula, os íons de cálcio podem se ligar ao anel e assim bloqueá-lo. Por outro lado, os íons de cálcio não são mais capazes de bloquear a abertura em um pH mais baixo típico de certos compartimentos intracelulares. "O anel atua como um porteiro para o resto do canal iônico, "disse Viet.

Isso, portanto, regula a atividade do canal:é importante que o canal iônico seja ativado apenas dentro da célula, onde o pH é geralmente baixo; na verdade, o canal só é aberto quando um mecanismo celular específico sinaliza que precisa de cálcio. A ativação não solicitada na superfície da célula pode muito bem resultar em danos à célula. “O mecanismo de regulação é inteligente. Também é relevante, por exemplo, de como a célula reage a uma infecção viral, "disse Hellmich, acrescentando que todo o processo apenas quando e como um canal iônico é aberto ou fechado ainda não foi totalmente compreendido. Os outros dois canais iônicos da subfamília da mucolipina humana, TRPML1 e TRPML3, também tem um anel de porteiro semelhante. Os resultados do estudo tornam possível, pela primeira vez, comparar os três subtipos.