Bomba sodio potasio
La bomba de sodio potasio es un intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres vivos. Su función es imprescindible, pasa iones de sodio (Na+)) a un lado de la membrana y mueve iones de potasio (K+) en dirección contraria. Es por lo tanto un transportador transmembrana antiporte. Para ello se vale de la energía producida por la degradación de ATP. Es por lo tanto el ejemplo de ATPasa más importante. Puedes saber más sobre las ATPasas en el artículo que le dedicamos aquí. También puedes leer nuestro artículo sobre el ATP (adenosin tri-fosfato) para profundizar en la bioenergética y bioquímica de esta proteína, aquí.
Historia de su descubrimiento: el danés Dr. Jens Skou es un médico, químico y profesor de biofísica, ya retirado. En su estudio en los años 1950 sobre los anestésicos sobre la membrana celular concluyó que debía existir alguna proteína que actuaba como canal que los anestésicos bloqueaban en las neuronas. Como no se conocía cual era este transportador el Dr. Skou procedió a su búsqueda pues era necesario para su estudio de los anestésicos. Tras sus experimentos en pata de cangrejo descubrió y aisló una proteína que reunía las características que él buscaba. Lo que no sabía en aquel momento era que la bomba sodio potasio sentaría las bases de todos los estudios de transporte a través de membranas, incluidos el transporte del impulso nervioso. Por ello se le otorgó el premio Nobel de química en 1997 “Por el primer descubrimiento de una enzima de transporte iónico”.
Funcionamiento: en un lado de la membrana la bomba sodio potasio une tres inones de sodio. En la cara citoplasmática de la membrana la bomba sodio potasio une una molécula de ATP y la hidroliza (obtiene energía de la rotura del enlace de un fosfato, dando ADP y P inorgánico). Con esta energía la proteína cambia de conformación, un residuo de ácido aspártico (un aminoácido de la proteína) recibe la energía y promueve el movimiento de los aminoácidos abriendo el canal transmembrana. En ese momento los 3 iones de sodio pasan al exterior de la membrana. Es en este momento cuando dos iones de potasio se unen a la bomba sodio potasio en la cara externa de la membrana. En esta nueva conformación de la proteína, el ADP y el fosfato inorgánico (Pi) son liberados y la proteína recupera su configuración inicial, dejando a los iones de potasio en el lado del citoplasma.
Estructura: esta ATPasa está constituida por 4 subunidades, dos subunidades alfa y dos subunidades beta que se unen formando un tetrámero en la membrana. La subunidad alfa consta de 8 segmentos, en ella se unen tanto el ATP y los iones sodio en el citoplasma, como los 2 iones potasio en el lado extracelular. Por su parte la unidad beta está compuesta por una estructura única helicoidal, cuya función parece ser mantener a las subunidades alfa en contacto y dentro de la membrana.
La bomba sodio potasio es un complejo proteínico de unos 100.000 Dalton de peso molecular.
Funciones: la bomba sodio potasio interviene en el mantenimiento de la homeostasis celular (la osmolaridad y el volumen celular). Además es el principal encargado de la transmisión del potencial eléctrico, es decir, del impulso nervioso que mueve los músculos.
