Новый взгляд на контроль клеточных ионных каналов

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что белок кальмодулин играет иную роль, чем считалось ранее, в открытии и закрытии каналов, пропускающих ионы в клетки и из них. Эти каналы критически важны для жизни: правильные концентрации ионов натрия и кальция в клетках обеспечивают здоровую коммуникацию в мозге, сокращение сердца и многие другие процессы.

Новое исследование показывает, что форма кальмодулина, которую долго считали неактивной (апо-кальмодулин, не связанный с кальцием), на самом деле широко открывает эти каналы. Это открытие, вероятно, позволит по-новому взглянуть на расстройства, вызванные нарушением работы этих каналов, такие как сердечные аритмии, эпилепсия и болезнь Паркинсона.

Пересмотр устоявшейся модели

Согласно текущей модели, объясняет профессор Дэвид Юэ, кальмодулин малоактивен, пока не свяжется с кальцием. Это связывание меняет его форму и активирует. Активированный кальмодулин затем может связаться со специальным "контрольным рычагом" внутри кальциевых и натриевых каналов, что приводит к их закрытию.

Новое исследование пересматривает эту точку зрения. Ученые разработали способы доставлять к каналам всплески кальций-свободного кальмодулина. Оказалось, что апо-кальмодулин вовсе не "спит", а, напротив, значительно усиливает открытие кальциевых и натриевых каналов изначально.

Когда кальций связывается с этим "резидентным" апо-кальмодулином на каналах, это начальное усиление исчезает.

Принцип "Инь-Ян" в клеточной регуляции

"Две формы кальмодулина мощны каждая по-своему, налагая противоположные действия, которые вместе обеспечивают тончайший контроль, подобный балансу 'инь-ян' в китайской философии", — говорит Дэвид Юэ.

Это новое понимание того, как работает контролируемый кальмодулином "рычаг", в конечном итоге может помочь в поиске методов лечения множества состояний, вызванных неисправными ионными каналами.

Отчет о результатах опубликован в выпуске журнала Cell от 23 октября.