The ionic selectivity of large protein ion channels

Abstract

Large, highly conductive ion channels have a major functional role in the cell life cycle. They allow the exchange of charged and neutral solutes across the cell membrane envelope and regulate the influx of nutrients and the extrusion of waste products. To perform this function, channels must discriminate between different ionic species. Mesoscopic channels allow multiionic, passive transport and are usually moderately selective toward positive or negative ions. Here we review one of the most common approaches used for the quantitative estimation of channel selectivity: the measurement of the potential needed to get zero current across a channel in the presence of an electrolyte concentration gradient, also known as Reversal Potential. We highlight several key points that need to be addressed for a correct physical interpretation of these experiments in electrophysiology

Els canals iònics de gran amplada i de conductància alta exerceixen una funció molt important en el cicle de vida de les cèl· lules. Permeten l’intercanvi de soluts neutres i carregats a través de la membrana cel·lular i regulen l’aportació de nutrients i la sortida de deixalles. Per a realitzar aquesta funció, els canals han de discriminar entre diferents espècies iòniques. Els canals mesoscòpics permeten el transport multiiònic passiu i generalment presenten una selectivitat moderada respecte a ions positius i negatius. Aquí revisem les metodologies més usades per a estimar quantitativament la selectivitat iònica. Entre elles, la mesura del potencial elèctric necessari per a anul·lar el corrent elèctric a través del canal en presència d’un gradient de concentració, cosa que es coneix com a potencial de corrent zero. Assenyalem els factors clau que cal tenir en compte per a una interpretació física correcta d’aquests experiments d’electrofisiologia