Dinâmica molecular do transporte de íons através da conformação aberta de um canal de sódio voltado por canais bacterianos

A estrutura cristalina da conformação aberta do poro de um canal de sódio voltado por canais bacterianos de Magnetococcus sp. (NaVMs) forneceu a base para um estudo de dinâmica molecular definindo todo o caminho de translocação de íons do canal e o processo de condutância, seletividade, características eletrofisiológicas e locais de ligação a íons. Simulações de dinâmica molecular de microssegundos permitiram uma caracterização completa do curso temporal da proteína em um sistema de membrana, capturando a infinidade de eventos de condutância e revelando uma mistura complexa de fenômenos de íons simples e multi-íons com transporte bidirecional rápido de água desacoplado. As simulações sugerem locais de localização específicos para os íons de sódio, que correspondem à densidade de elétrons determinada experimentalmente encontrada no filtro de seletividade da estrutura cristalina. Esses estudos também nos permitiram identificar o mecanismo de condutância iônica e sua relação com o movimento da água para o poro do canal NavMs e fazer previsões realistas de suas propriedades de condutância. A condutância de canal único e a razão de seletividade calculadas correspondem de perto às medições eletrofisiológicas do canal NavMs expresso em células HEK 293. O processo de translocação de íons observado neste canal de sódio voltado por canais é claramente diferente do exibido por membros da família de canais de potássio voltados por canais intimamente relacionados e também difere consideravelmente das propostas existentes para o processo de condutância em canais de sódio. Esses estudos simulam a condutância do canal de sódio com base em uma estrutura experimentalmente determinada de um poro de canal de sódio que possui um caminho transmembranar completamente aberto e uma porta de ativação.