Ruolo e struttura dei canali Cloro nelle cellule e la fibrosi cistica

Importanza del Cloro nelle cellule

Il Cl è l’anione biologico più abbondante, e la sua omeostasi cellulare è in larga parte demandata ai vari sistemi di trasporto transmembrana. Un flusso passivo di ioni Cl attraverso canali ionici è stato tuttaviariconosciuto di particolare rilievo in numerose e importanti funzioni della cellula. Le due principali classi di canali Cl verranno qui descritte, i canali Cl di tipo ClC e i canali CFTR.Nove isoforme del canale ClC (ClC-1 .... ClC-7, ClC-Ka e ClC-Kb) sono state finora trovate nei vari tessuti di mammifero per assolvere numerose funzioni, come la stabilizzazione del potenziale di riposo e il trasporto di Na e Cl. Strutturalmente i canali ClC sono omodimeri costituiti da due subunità identiche, ciascuna contenete un poro di permeazione la cui struttura è notevolmente conservata nei vari gruppi animali.

Comportamento dei canali Cl

Questa struttura complessa era stata già prevista sulla base dei seguenti esperimenti. Canali Cl estratti dalla torpedine e reinseriti in membrane lipidiche artificiali mostravano, a livello di corrente unitaria, due distinti comportamenti cinetici. Lunghi periodi di attività, durante i quali la corrente saltava all’interno di tre livelli equidistanti (livello 0, livello 1, livello 2), separati da lunghi periodi in cui il canale era silente (chiuso). Per spiegare questo comportamento fu proposta per il canale una struttura dimerica con due pori uguali, ciascuno capace di aprirsi e chiudersi velocemente, e indipendentemente dall’altro. I due dimeri, su scale di tempo molto più lente potevano invece andare incontro a conformazioni inattivanti che impedivano a entrambe le subunità di funzionare

Canale CFTR e fibrosi cistica

Un altro canale Cl attentamente studiato, per una sua mutazione alla base di una grave malattia ereditaria: la fibrosi cistica, è il canale CFTR (cysticfibrosistransmebraneconductanceregulator). Il canale CFTR è una proteina di circa 1500 aminoacidi, composta di due domini MSD1 e MSD2 (membrane spanning domain) ciascuno costituito da sei presunti segmenti transmembrana, M1-M6. Ognuno dei segmenti M6 dei due domini MSD continua con un dominio citoplasmatico idrofobico (NBD, nucleotide binding domain) con sequenza consenso e elevata affinità per l’ATP. Su questa base, il canale CFTR è anche annoverato nella famiglia dei trasportatori ABC (ATP binding cassette). Ultima struttura notevole del recettore CFTR, situata sul lato citoplasmatico, a seguire il dominio NBD1, è presente un dominio regolatore, R, contenete più sequenze di fosforilazione.