espessura de membranas em biofísica

espessura de membranas em biofísica

Tempo X Evolução

  • 4.600.000.000 anos – Terra

  • 3.500.000.000 anos – procariontes

  • 2.000.000.000 anos – eucariontes

  • 700.000.000 anos – multicelulares

  • 70.000.000 anos – mamíferos

  • 12.000 anos – Homem

  • 72 anos – vida média

  • 37 anos – membranas

canais para o potássio

  • são os mais simples e os mais antigos evolutivamente. Os canais para o sódio evoluíram a partir dos canais para o potássio via canais para o cálcio, nos primeiros metazoários, há aproximadamente 800 milhões de anos atrás.

  • Os canais para o potássio e para o cálcio são mais antigos, sendo que os primeiros surgiram, entre os procariontes, há mais de 2,4 bilhões de anos atrás.

A subunidade α dos canais iônicos dependentes de voltagem possuem uma estrutura comum de seis segmentos alfa-hélice transmembrana (S1 – S6).

  • A subunidade α dos canais iônicos dependentes de voltagem possuem uma estrutura comum de seis segmentos alfa-hélice transmembrana (S1 – S6).

  • O poro do canal está situado ao longo do eixo de simetria do oligômero. O quarto segmento, S4, têm um arranjo simétrico de resíduos carregados, lisina ou arginina, e funciona como um sensor de voltagem. Este segmento sofre uma mudança conformacional, promovida por alterações sutis do potencial de membrana (ex: despolarização) e promove a abertura do poro.

Canais para Cálcio

  • sensíveis à dihidropiridinas

  • 1953 – Fatt e Katz

  • 1963 – investigação eletrofisiológica

CLASSIFICAÇÃO – CANAIS DE CÁLCIO DEPENDENTES DE VOLTAGEM

Canais para Cálcio

  • Responde a fase de platô

  • Canais identificados:

  • 1- Canal tipo L (“large condutance”)

  • condutância de 25pS

  • é ativado em voltagens próximas a 0 mV

  • pode ser bloqueado pelas diidropiridinas (nifedipina, nitrendipina) verapamil, D600 e cádmio

  • HVA (High Voltage) ativados em potenciais mais positivos

  • 2- Canal tipo T (“tiny condutance”)

  • condutância de 8pS

  • é pouco sensível ao verapamil e ao D600

  • pode ser bloqueado pelo Ni++ e tetrametrim

  • LVA (Low Voltage) ativados em potenciais menos positivos

  • 3- Canais do tipo N, P, Q e R

  • condutância de 13pS

  • HVA (High Voltage) ativados em potenciais mais positivos

Permeabilidade

Todos os canais têm um estado fechado e um aberto, e alguns têm também um estado inativo, no qual o poro, mesmo aberto, encontra-se ocluído por uma região própria do canal. A transição entre as formas fechada e aberta é alostericamente regulada por voltagem – movimento de gating - por regulação de uma molécula ou por modificação covalente.

  • Todos os canais têm um estado fechado e um aberto, e alguns têm também um estado inativo, no qual o poro, mesmo aberto, encontra-se ocluído por uma região própria do canal. A transição entre as formas fechada e aberta é alostericamente regulada por voltagem – movimento de gating - por regulação de uma molécula ou por modificação covalente.

Inativação

  • LVA – inativação rápida – processo sensível a voltagem

  • HVA – inativação lenta – processo sensível a voltagem e a concentração de cálcio local livre. Processo mediado por moléculas de calmodulina C-terminal

Era “patch clamp”

Patch-Clamp

Fixação de voltagem

Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos

canais de sódio dependentes de voltagem

Ferramentas farmacológicas

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