Rang e Dale: Farmacologia
Arquitetura molecular dos canais iônicos
Figura 3.20 Arquitetura molecular dos canais iônicos. Os retângulos vermelhos e azuis representam as α-hélices que atravessam a membrana. Os grampos azuis são domínios em alça do poro (P), presentes em muitos canais, sendo os retângulos azuis as regiões formadoras dos poros das α-hélices que atravessam a membrana. Os retângulos listrados representam as regiões sensoras de voltagem dos canais controlados por voltagem. O símbolo verde representa a partícula inativadora dos canais de sódio controlados por
voltagem. Mais informações sobre canais iônicos são dadas no Capítulo 4. ASIC, canal iônico sensível a ácido; ENaC, canal epitelial de sódio; TRP, canal de receptor de potencial transitório.
ARQUITETURA MOLECULAR DOS CANAIS IÔNICOS
▼ Os canais iônicos são moléculas grandes e elaboradas. Seus padrões
estruturais característicos foram revelados à medida que se foi
acumulando conhecimento a respeito de suas sequência e estrutura, desde
meados dos anos 1980, quando o primeiro canal de sódio dependente de
voltagem foi clonado. Os principais subtipos de estrutura são
apresentados na Figura 3.20. Todos consistem em vários domínios
(quatro, frequentemente) que são semelhantes ou idênticos entre si,
organizados tanto sob a forma de um conjunto oligomérico de
subunidades separadas quanto sob a forma de uma grande proteína. Cada
subunidade ou domínio contém um conjunto de duas a seis hélices
transmembranares.
Em geral, os canais controlados por voltagem incluem uma hélice
transmembrana que contém aminoácidos básicos (i. e., positivamente
carregados) em abundância. Quando a membrana é despolarizada, de
forma que o interior da célula se torna menos negativo, essa região – o
sensor de voltagem – move-se levemente em direção à superfície externa
da membrana, o que tem o efeito de abrir o canal (Bezanilla, 2008).
Muitos canais controlados por voltagem também mostram inativação, o
que acontece quando um apêndice intracelular da proteína de canal se
move para obliterar o canal pelo lado de dentro. Os canais de sódio e
cálcio controlados por voltagem são notáveis, na medida em que toda sua
estrutura com quatro domínios de seis hélices consiste em uma única e
enorme proteína, estando os domínios unidos por alças intracelulares de
tamanhos variáveis (Figura 3.20B). Os canais de potássio compreendem a
classe mais numerosa e heterogênea.20 Os canais de potássio controlados
por voltagem lembram os canais de sódio, exceto por serem constituídos
de quatro subunidades em vez de uma única cadeia longa. A classe dos
canais de potássio conhecidos como “canais retificadores de entrada”,
graças às suas propriedades biofísicas, possui a estrutura de duas hélices
mostrada na Figura 3.20A, enquanto outros são classificados como canais
com “domínio de dois poros”, pois cada subunidade contém duas alças P.
Os vários padrões arquitetônicos mostrados na Figura 3.20 são apenas
alguns da grande diversidade molecular dos canais iônicos. Em todos os
casos, as subunidades individuais se apresentam em diversas variedades
moleculares, e estas podem unir-se em diferentes combinações para