Regulación electrostática del transporte iónica en el poro bacterial OmpF

Abstract

El canal iónico OmpF se encuentra en la membrana externa de la bacteria Escherichia coli. Este canal forma un poro ancho a través de la membrana que permite el intercambio de iones y solutos entre los lados periplásmico y extracelular. La regulación del transporte de iones a través de él está fundamentalmente dominada por interacciones electrostáticas de largo alcance. Es por ello que las propiedades del canal tienen una dependencia con la concentración absoluta de sal (manteniendo constante el gradiente de concentración) y con el pH del medio. El pH modifica el estado de carga de los residuos ionizables del canal. De hecho, la modificación del pH de las disoluciones adyacentes al canal favorece una distribución asimétrica de la carga convirtiendo un canal prácticamente óhmico en un canal rectificador de la corriente. Asimismo, las medidas del potencial a corriente cero en condiciones asimétricas de pH proporcionan información sobre la concentración de carga fija positiva y negativa en una distribución bipolar en base a lo que el formalismo Poisson-Nernst-Planck predice para una membrana bipolar con un balance equilibrado entre la concentración de carga positiva y negativa: una selectividad direccional. Las medidas de selectividad realizadas en disoluciones con diferentes electrolitos permiten la identificación de otras contribuciones a la selectividad. Por una parte, medidas realizadas con distintos iones monovalentes demuestran el papel de la difusión iónica en la selectividad. Esta contribución es debida a la diferente movilidad de los cationes y aniones de la disolución. Por otra parte, medidas realizadas en presencia de cationes divalentes sugieren la existencia de un binding site de cationes divalentes en el canal, con la consecuente posibilidad de que se produzca un fenómeno de inversión de carga en el canal. Sin embargo, serán necesarios estudios con mutantes del canal OmpF para ver sin ninguna ambiguedad que el fenómeno de inversión de carga puede tener lugar.