Bases estructurales para el control del pH del dominio de dos poros del canal K⁺ TASK2

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La biofísica
• Fisiología

Sus antecedentes:

• Los canales TASK2 (KCNK5) son canales de potasio con pH crucial para la excitabilidad eléctrica celular.
• Juegan un papel vital en la regulación de la respiración y el mantenimiento de la homeostasis del pH en los riñones.
• El mecanismo preciso del encierro dependiente del pH en los canales TASK2 permanece sin aclarar.

Objetivo del estudio:

• Determinar la base estructural de las compuertas dependientes del pH en los canales TASK2.
• Para aclarar los distintos mecanismos de entrada controlados por el pH intracelular y extracelular.

Principales métodos:

• Se utilizó la crio-microscopía electrónica (cryo-EM) para obtener estructuras de alta resolución de Mus musculus TASK2.
• Se determinaron estructuras tanto para conformaciones de canal abierto como cerrado en nanodiscos de lípidos.
• El análisis molecular se centró en identificar los residuos clave y los cambios conformacionales involucrados en el gating.

Principales resultados:

• Se identificaron dos nuevos mecanismos de puertas, distintos de las puertas de canales de potasio conocidas anteriormente.
• El encierro intracelular implica la protonación de residuos de lisina en las hélices internas, formando un sello citoplasmático.
• El gating extracelular implica la protonación de residuos de arginina y cambios conformacionales que afectan al filtro de selectividad.

Conclusiones:

• El estudio revela un sistema de doble puerta en los canales TASK2, que responde a los cambios de pH en ambos lados de la membrana.
• La protonación de residuos específicos (lisina y arginina) subyace a los distintos mecanismos de puertas intracelulares y extracelulares.
• Estos hallazgos proporcionan una explicación mecánica de cómo los canales TASK2 detectan y responden a las variaciones de pH para regular el flujo de iones.