Получены новые данные о работе калиевых каналов

Исследовательская группа из шотландского Университета Данди (University of Dundee), Биохимического института Макса Планка (Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Германия), Университета Геттингена (Германия) и Оксфордского университета (Великобритания) получили новые данные о работе калиевых каналов.

Калиевые каналы расположены на поверхности практически всех клеток в организме. Они необходимы для передачи сигналов между клетками мозга, а также для контроля за частотой сердечных сокращений. Нарушение работы этих каналов приводит к серьезным последствиям, например, развитию нейродегенеративных заболеваний, эпилепсии и болезней сердца.

Ранее считалось, что ионы калия проходят сквозь канал вместе с молекулами воды и не взаимодействуют между собой. Родерик МакКиннон, получивший в 2003 году Нобелевскую премию за изучение работы калиевых каналов, выяснил, что взаимодействие ионов калия маловероятно из-за электрического отталкивания. Эти выводы были получены в результате анализа статической структуры канала и моделирования его работы.

Однако Ульрих Захари (Ulrich Zachariae) и его коллеги выяснили, что молекулы воды не участвуют в проведении ионов калия через канал. Их работа была выполнена с учетом данных о динамике работы канала и с использованием более сложного моделирования, что стало возможным благодаря усовершенствованию вычислительной техники. Оказалось, что при прохождении через канал ионы калия взаимодействуют между собой, формируя стабильные пары.

Исследователи подчеркивают, что новые данные позволят лучше понять причины, приводящие к развитию серьезных заболеваний. Их результаты очень существенно меняют представления о функционировании калиевых каналов клеток.

Ion permeation in K channels occurs by direct Coulomb knock-on — Science, 2014, DOI: 10.1126/science.1254840