Los canales de protones tienen un papel muy importante en los procesos fisiológicos de los seres vivos, tales como la regulación del pH intracelular durante la producción de potenciales de acción y la liberación de protones para la despolarización, por lo que algunas mutaciones en la función o estructura de estos canales se relacionan con diversas patologías, principalmente de carácter autoinmune que afectan significativamente la salud de los seres humanos.

Con el propósito de comprender la importancia de su correcto desempeño, en la sesión del Seminario organizado por la Coordinación de Investigación del Departamento de Fisiología (DF) de la Facultad de Medicina de la UNAM, el doctor León David Islas Suárez, Profesor Titular “C” del DF en el Laboratorio de Biofísica Molecular de Canales Iónicos, presentó el tema “Aventuras con protones y fotones”.

“Los canales de protones son proteínas conformadas por dos subunidades que producen corrientes de protones activadas por voltaje y cuatro segmentos transmembranales (s4) que continúan hacia el citoplasma, formando una estructura de hélice enrollada, expresada como HV1”, describió el doctor Islas Suárez.

Durante la conferencia moderada por el doctor Ricardo Martínez Tapia, realizada en el auditorio “Dr. Octavio Rivero Serrano” y transmitida por YouTube, expuso que funcionalmente estos canales tienen un mecanismo muy parecido al que se ha descrito para otras proteínas sensores de voltaje: “Cuando se genera una despolarización, el s4 tiene múltiples cargas positivas que son repelidas por el potencial positivo intracelular, produciendo un desplazamiento de protones hacia afuera y provocando que la activación del sensor de voltaje se acople al poro conductor”.

Para estudiar el funcionamiento de los canales de protones y utilizar la lectura de la fluorescencia como un indicador del movimiento de sensor de voltaje, recientemente se han desarrollado técnicas de biología molecular que permiten la expansión del código genético de la proteína a través de la incorporación de otros aminoácidos no naturales, para lo cual el doctor Islas Suárez puntualizó que “se emplea una Aminoacil-ARNt-Sintetasa evolucionada en el laboratorio para que reconozca a un RNA de transferencia y a un aminoácido no canónico”.

Fotografías: Adrián Álvarez

De igual manera, ejemplificó que en la explosión respiratoria se producen radicales libres de oxígeno en un endosoma, por lo que los electrones residuales se van a la vacuola, modificando el potencial de membrana y generando una carga positiva neta en el citoplasma, “para balancear la carga y el pH, el canal libera protones del interior de la célula para regresar el potencial a un estado de reposo negativo y compensar el pH”.

Así como la explosión respiratoria, existen otros procedimientos que actualmente se estudian en su laboratorio, como la calcificación y resorción de hueso y la posibilidad de que los canales de protones sean marcadores para algunos tipos de cáncer, por lo que “el uso de la fluorescencia permite identificar cambios conformacionales de estas proteínas”, concluyó el ponente.

Por L. Ixchel Díaz