Estructuras cristalinas para el poro del canal de potasio, MthK, con 1.45 Å de resolución

Los canales de K⁺, se caracterizan por presentar una alta selectividad a iones K⁺ incluso por sobre los iones de Na⁺, aún cuando este último es más pequeño. Esta propiedad se debe a una secuencia formada por los aminoácidos TVGYG, la cual forma el filtro de selectividad de los canales de K⁺. En este artículo publicado recientemente en Nature Structural & Molecular Biology (Ye et al., 2010), se presenta la estructura cristalina del poro del canal MthK, un canal de potasio gatillado por calcio proveniente de la Methanobacterium thermoautotrophicum, con 1.45 Å de resolución.  El filtro de selectividad del MthK, a diferencia del de KcsA, mantiene una conformación conductora aún en ausencia de K⁺, situación bajo la cual el canal se permite conducir iones Na⁺, siendo la selectividad por éste mucho menor que por K⁺. Para el caso del canal KcsA (considerado sistema modelo para el estudio de canales de potasio) la presencia de K⁺ es necesaria para un canal conductor, ya que aún en presencia de baja concentración de K⁺/alta concentración de Na⁺ el canal colapsa pasando a un estado no conductor. Este problema ha podido ser mitigado en trabajos anteriores sustituyendo la primera glicina conservada por una D-alanina (MacKinnon, R et al., 2006). 

La estructura de alta resolución para el poro, además de los registros de canal único que se presentan en este artículo, permiten realizar un agudo análisis para determinar cómo compite el K⁺ con el Na⁺ en el filtro de selectividad. A altas concentraciones de K⁺, dos iones K⁺ ocupan indistintamente cualquiera de los cuatro sitios en el filtro de selectividad, mientras a baja concentración de K⁺/alta concentración de Na⁺, un único ión de K⁺ permanece unido en el filtro de selectividad, preferiblemente en el sitio 1 o en el sitio 3, sin unirse prácticamente a los sitios 2 y 4.

Representación de la estructura completa del poro del canal MthK en conformación abierta. Las bolas rojas, muestran el carbono alfa de la glicina 83 (gating hinge).

Si deseas revisar en detalle el artículo, lo puedes descargar directamente desde el siguiente enlace:

http://lsi.zju.edu.cn/file/fck/file/叶升/Novel%20insights%20into%20K+%20selectivity%20from%20high-resolution%20structures%20of%20an%20open%20K+%20channel%20pore.pdf