¿El artículo de Nature identifica el mecanismo de funcionamiento interno de la bomba de calcio?

Las bombas de calcio tienen sólo unos pocos nanómetros de largo en cada dirección y se encuentran en las membranas celulares. Sin embargo, aunque sea pequeño, es una necesidad de la vida. Las bombas de calcio son las que permiten que nuestros músculos se contraigan y que nuestras neuronas envíen señales. Si esta pequeña bomba de calcio deja de funcionar, se detiene la comunicación entre las células. Es por eso que las células usan tanta energía (alrededor de una cuarta parte del combustible del cuerpo llamado ATP) para mantener estas bombas de calcio en funcionamiento.

Aún sabemos muy poco sobre la estructura y función de esta importante bomba de calcio. Comprender esta bomba de calcio es fundamental para comprender el equilibrio energético y otras funciones importantes del cuerpo.

En un nuevo estudio, investigadores de Dinamarca, Estados Unidos y Reino Unido han demostrado por primera vez cómo funciona la bomba de calcio a nivel de una sola molécula y cómo garantiza que los iones se bombeen de una sola vez. dirección. Los resultados de la investigación relevante se publicaron en la edición de octubre de 2017 de Nature, titulada "Dinámica del transporte de ATPasa tipo P revelada por Single Molecule Fret". Los autores del artículo son Paul Nissen de la Universidad de Aarhus en Dinamarca y Scott C. Blanchard de la Universidad de Cornell en Estados Unidos.

Base molecular

Una idea clave de la nueva investigación implica el transporte de iones unidireccional. Anteriormente se pensaba que el transporte unidireccional de las bombas de calcio se producía mediante la escisión de la molécula de ATP, rica en energía. La hipótesis es que cuando se corta el ATP, la bomba de calcio no puede volver a reformar el ATP. Resulta que esta suposición es incorrecta.

El compañero Mateusz Dyla, Ph.D., primer autor del artículo, dijo: "Durante el ciclo de bombeo, identificamos un nuevo estado cerrado en el que la bomba de calcio puede entrar solo cuando los iones de calcio provienen del Bombeo de circulación y corte de ATP. Si los iones de calcio provienen del entorno en el que se encuentra la célula, entonces los iones de calcio no pueden liberarse de este estado y se encuentra en un estado en el que solo puede avanzar y no puede retroceder. Un mecanismo único explica cómo esta bomba de calcio actúa como una bomba en lugar de simplemente un canal de iones de transporte pasivo. Estos experimentos nos permitieron observar por primera vez esta bomba de calcio realizando su función."

Esta bomba de calcio requiere. energía, que se obtiene de la escisión de moléculas de ATP. La energía liberada se convierte en el funcionamiento de bombas de calcio. Esto explica la existencia de gradientes de concentración muy grandes dentro y fuera de la célula. Esta diferencia de concentración puede exceder 654,38+0 millones de veces. Esta enorme diferencia de concentración es muy importante para la comunicación entre células (como la transducción de señales nerviosas).