Kako ionski kanali međusobno komuniciraju

Pročišćena je veza dvaju ionskih kanala u plazma membrani živčanih stanica

Shematski prikaz funkcioniranja dva ionska kanala u membrani živčanih stanica. © Medicinsko sveučilište u Innsbrucku
čitati naglas

U membranama svih stanica nalaze se proteini koji omogućuju ionima da prelaze preko stanične membrane. Na taj se način kontroliraju mnogi fiziološki procesi, poput kontrakcije mišića, stvaranja i širenja uzbuđenja ili djelovanja hormona i enzima. Istraživači su sada otkrili kako ti takozvani 'ionski kanali' u plazma membrani živčanih stanica međusobno komuniciraju i o toj temi izvještavaju u "Znanosti".

Osobito je kalcijev aktivirani kalijev kanal (BKCa kanal) u živčanim stanicama značajan. Ima veliku jednokanalnu vodljivost i štiti neurone od prekomjernog povećanja stanične koncentracije kalcija kao kočnice za hitne slučajeve. Taj kalijev kanal odgovoran je i za brzu repolarizaciju akcijskih potencijala, a time i za poticajno oslobađanje hormona i neurotransmitera. Međutim, njegova aktivacija zahtijeva relativno visoku koncentraciju kalcijevih iona.

Kako se stanica štiti od oštećenja?

Međutim, visoke koncentracije kalcija moguće su samo u prostorno i vremenski dobro definiranim područjima, inače bi stanica bila oštećena. Znanstvenici su ranije sugerirali da je za to odgovorno čvrsto vezanje BKCa kanala s kalcijevim kanalima napona, pri čemu otvaranje kalcijevog kanala uzrokuje potreban lokalni porast slobodnih iona kalcija, aktivirajući tako BKCa kanal. Međutim, dosad nije bilo izravnih eksperimentalnih dokaza.

Biokemičarka Claudia Sailer sa Medicinskog sveučilišta u Innsbrucku i elektrofiziolog Henrike Berkefeld sa Sveučilišta u Freiburgu uspjeli su zajedno pokazati da do ove interakcije dolazi izravnim bi-molekularnim spajanjem kalcijevih i kalijevih kanala. Ovaj iznenađujući nalaz odgovara na dugo raspravljano pitanje o tome kako se BKCa kanali aktiviraju visokim koncentracijama kalcijevih iona, bez utjecaja na ostale procese ovisne o kalcijevim ionima u neuronima. Rezultat također objašnjava brzu promjenu potencijala membrane živčanih stanica posredovanih BKCa kanalima.

"Samo je ciljana kombinacija različitih metoda omogućila rasvjetljavanje ove specifične interakcije protein-protein", naglašava Claudia Sailer. "Iako su pročišćavanje imunoafiniteta i masena spektrometrijska analiza sekvenci mogli pokazati izravnu interakciju pojedinih partnera ionskog kanala, elektrofiziološki eksperimenti mog kolege iz Freiburga bili su neophodni kako bi se moglo dokazati funkcionalno izravno spajanje ionskog kanala", nastavio je Sailer. prikaz

(Medicinsko sveučilište u Innsbrucku, 27. 10. 2006. - AHE)