Молекулы воды контролируют инактивацию и восстановление калиевых каналов

12 молекул воды снабжают протекание долгого постактивационного восстановительного периода, что нужен калиевым ионным каналам перед тем, как они снова смогут функционировать. Применяя молекулярную модель ионных каналов и окружающей их клеточной среды, учёные из Университета Чикаго распознали новые нюансы функционирования фактически универсальной биологической совокупности. Полученные ими результаты смогут быть обширно использованы: от фундаментальной биологии до создания лекарств.

«Совершённое нами изучение проясняет природу ранее не совсем понятного состояния инактивации. Оно разрешает нам более глубоко осознать фундаментальные биологические процессы и должно повысить уровень качества создаваемых лекарственных препаратов, каковые довольно часто нацелены на каналы, находящиеся в состоянии инактивации» — говорит Бенуа Рукс (Benoit Roux, доктор наук молекулярной биологии и кафедры биохимии Университета Чикаго).

Калиевые каналы присутствуют в клетках живых организмов. Они являются основополагающим компонентом генерации и клеточной коммуникации биоэлектрических импульсов. Они играются значимую роль в протекании в организме разных процессов и являются довольно часто применяемой мишенью для разных лекарственных средств.

Калиевый канал действует как туннель, в котором имеется ворота. Этот туннель находится в клеточной мембране и осуществляет контроль поток маленьких ионов, идущий как в клетку, так и из неё. По окончании активации внешним знаком ионные каналы раскрываются, в следствии чего отмечается ток ионов.

Практически сразу после этого они закрываются, переходя в неактивное состояние, и в течение 10–20 секунд не смогут отвечать на воздействие активирующих факторов.

Обстоятельство столь продолжительного и медленного по молекулярным меркам периода восстановления неясна, поскольку узнаваемые замечаемые изменения структуры протеиновых молекул, отмечаемые в активном и неактивном состоянии каналов чуть различимы. Появляющиеся различия с позиций расстояний эквиваленты диаметру одного атома углерода.

Чтобы увеличить представления о данном феномене, доктор наук Рукс и несколько учёных, которой он руководил, применяли суперкомпьютеры. С их помощью эксперты симулировали движение и поведение каждого отдельного атома в калиевых ионных каналах и среды, в которой они находятся.

По окончании вычислений учёные поняли, что всего лишь 12 молекул воды важны за медленное восстановление разглядываемых ионных каналов.

Было обнаружено, что, в то время, когда калиевый ионный канал открыт, молекулы воды скоро связываются с маленькими углублениями в его структуре, в том месте они блокируют канал, приводя его в состояние, которое останавливает ток ионов. Эти молекулы воды медлительно отсоединяются от углублений по окончании того, как исчезает влияние внешнего стимула. Это событие разрешает каналу готовиться к очередной активации.

Результаты совершённого моделирования были проверены в лабораторных условиях.

«Замечаемое выяснилось для нас полной неожиданностью, но оно наполнено смыслом с позиций уже известных данных. Более глубокое познание данной обширно распространённой биологической совокупности поменяет представления людей об восстановлении и инактивации разглядываемых ионных каналов и в один раз может повлиять на здоровье человека» — говорит доктор наук Бенуа Рукс.

Более подробное описание результатов совершённого изучения размещено в издании Nature.

Случайные записи:

• Новый материал продлит время автономной работы электроники будущего
• Наночастицы дома – больше по количеству и меньших размеров

соберание молекул золота активированным углем

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• «Молекулу» вигнера можно обнаружить в углеродных нанотрубках

  Совместная исследовательская группа из Израиля, США и Италии говорит, что ей удалось замечать так именуемую молекулу Вигнера в ультрачистых углеродных…

• Молекулы днк могли существовать задолго до появления жизни

  Молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты по праву именуют базой судьбы на Земле, а само происхождение данной генетической единицы, согласно точке зрения…

• Половинки молекул фуллерена могут стать элементами схем молекулярной электроники

  20010,0,3500, Что будет, если взять молекулу фуллерена C60 и разрезать ее пополам словно арбуз? То, что получится в результате такого действия, называется…

• Наночастицы для дистанционного управления клетками

  Опыт, отдаленно похожий на сюжет низкобюджетных фильмов про «загадочные лучи для контроля разума» разрешил исследователям из америки применить магнитное…