Исследователи Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук предложили свой вариант объяснения того, почему бактериальные натриевые каналы способны пропускать лишь натриевые ионы, эффективно отсекая другие, такие как калиевые. О механизме, который авторы описывают как «вторичное хелатирование». Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Роль натриевых каналов в физиологии огромна — они обеспечивают проведение электрических сигналов в нервной системе и мышцах. Но до сих пор сохранялось много вопросов, почему именно эти каналы «узнают» натрий и отсекают другие ионы.
Группа российских ученых смоделировала работу селективного фильтра бактериального натриевого канала и показала, что критическую роль играет пространственная организация молекул воды, окружающих ион — так называемая гидратная оболочка.
Молекулы канала, согласно расчетам моделирования, организованы так, чтобы максимально благоприятно взаимодействовать с гидратной оболочкой именно у натрия — здесь она формирует устойчивую октаэдрическую структуру и практически не искажает свою форму, что позволяет иону свободно проходить через канал.
У калия гидратная оболочка совсем другая — она больше похожа на квадратную антипризму и попросту не «пролезает» сквозь тот же фильтр, вынуждена сжиматься, что создает энергетический барьер и мешает прохождению.
Такой механизм отличается от уже известного принципа селективности калиевых каналов, описанного нобелевским лауреатом Родериком Маккинноном. Там селективный фильтр просто заменяет молекулы воды из оболочки на собственные полярные группы и распознает ион напрямую — так же, как легко узнать скрипку по форме. А в случае натриевых каналов фильтр подстраивается не под сам ион, а под оболочку воды вокруг него — и узнает ион, как инструмент по футляру, в котором он хранится. Подобное сравнение подчеркивает, насколько разные механизмы лежат в основе избирательности ионных каналов, позволяя клеткам точно контролировать потоки различных веществ.
Новый пептид MOTS-c сохраняет мышечную массу и выносливость. Исследователи проверили выносливость мышц с помощью специальных тестов и увидели: у крыс, которым вводили MOTS-c, она оставалась на обычном уровне, а без лечения существенно падала.