Selettività dei canali ionici

I canali ionici sono delle proteine di membrana che formano un poro idrofilo attraverso cui possono transitare, a grande velocità, gli ioni inorganici. I canali ionici hanno due proprietà fondamentali che sono il gating e la selettività.

Le subunità del canale ionico formano un condotto percorribile solo da uno specifico ione perché, all’interno di questo condotto, è presente una “regione critica” contenente un filtro di selettività, che consente il passaggio degli ioni di un determinato tipo.
Le interazioni di tipo elettrico tra le cariche dello ione e le cariche degli amminoacidi che formano il condotto del canale determinano se uno ione può passare oppure no. Pare, inoltre, che lo ione deve passare anidro, cioè deve perdere il suo mantello di solvatazione per attraversare il filtro di selettività.


Anello di solvatazione

In un ambiente acquoso tutti gli ioni sono avvolti da un guscio di molecole d’acqua che viene chiamato alone di solvatazione. Le molecole di acqua si orientano lungo il campo elettrico generato dallo ione.

A parità di carica il numero di molecole di acqua che si addensano intorno ad uno ione non è sempre uguale. Questo dipende dal fatto che la forza elettrica esercitata dallo ione è tanto maggiore quanto maggiore è la densità di carica, che è la quantità di carica distribuita uniformemente su una superficie.

Esempio del potassio e del sodio

Lo ione sodio e lo ione potassio hanno la stessa carica ma il loro anello di solvatazione è diverso. La forza di attrazione che esercita il sodio sulle molecole d’acqua è maggiore rispetto a quella che esercita il potassio, perché il sodio ha una maggiore densità di carica (è un atomo più piccolo rispetto all’atomo di potassio).

L’anello di solvatazione del sodio è quindi maggiore rispetto a quello del potassio.


Perdita anello di solvatazione

Le cariche degli amminoacidi presenti a livello del filtro di selettività devono avere una distribuzione spaziale ben precisa e specifica per la specie ionica per il quale il canale è selettivo.

Lo ione per passare dal filtro deve essere reso anidro, quindi i legami tra ione e anello di solvatazione devono essere vinti dall’attrazione tra lo ione e le cariche elettriche di segno opposto (a quello dello ione) presenti sulle catene laterali degli amminoacidi che costituiscono il filtro di selettività.
Ad esempio per disidratare uno ione con carica positiva è necessario che i legami dello ione con le molecole d’acqua  siano sostituiti da simili legami con gli atomi di ossigeno dei residui carbonilici degli amminoacidi.

Filtro di selettività

Il filtro di selettività ha una particolare forma e amminoacidi specifici per permettere la perdita dell’anello di solvatazione a specifici ioni.
Ogni subunità di un canale comprende a sua volta numerosi segmenti transmembrana che sono tra loro collegati da anse intracellulari ed extracellulari.

Il filtro di selettività è costituito dall’ansa tra il segmento 5 e il segmento 6, che viene detta ansa P. L’organizzazione a cerchio di 4 anse P forma questo “imbuto” molecolare attraverso cui può passare solo uno ione specifico.

Fonte: V. Taglietti FISIOLOGIA e BIOFISICA delle cellule – V Ed EdiSES
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Autore dell'articolo: Admin

Laureato con 110 e lode alla triennale in Scienze Biologiche e, da Ottobre, sarò studente di Nutrizione Umana nella laurea magistrale in Biologia. In questo sito voglio mettere a disposizione, gratuitamente, tutti gli appunti che mi hanno aiutato a sostenere tutti gli esami della triennale. Potete acquistare, direttamente dal sito, i libri di testo e non solo. Una cortesia: disattivate AdBlock, le pubblicità mi aiutano a finanziare questo progetto..a voi non costa nulla!

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