Kaliumionen-Kanäle sind nicht nur für die Reizweiterleitung im Nervensystem sondern auch für das Überleben von Zellen von Bedeutung. Seit Jahrzehnten rätseln Forscher, warum diese Membrantunnel wie Filter ausschließlich Kaliumionen passieren lassen. Mithilfe einer röntgenspektroskopischen Methode konnten amerikanische Forscher nun erstmals die zugrunde liegenden Mechanismen erkennen. Davon berichtet das Wissenschaftsmagazin Nature in seiner aktuellen Ausgabe.
Wissenschaftler um Roderick MacKinnon von der Rockefeller University in New York haben an den Tunnelöffnungen Molekülgruppen ausfindig gemacht, die sich in Abhängigkeit von der Kaliumionen-Konzentration wie Tore öffnen oder schließen. Diese Tore verfügen über Bindungsplätze, die exklusiv von Kaliumionen besetzt werden können. Sind viele der kleinen Ladungsträger vor Ort, setzen sich einige von ihnen wie Schlüssel in die molekularen Schlösser. Daraufhin ändert sich die Struktur der tunneleigenen Molekülgruppen, und sie geben den Weg für weitere Kaliumionen frei. Warten dagegen nur wenige Kaliumionen vor den Toren, versagt der Schlüssel-Schloss-Mechanismus und der Durchgang bleibt versperrt.
Die Wissenschaftler konnten außerdem sehen, wie winzig die Ionenkanäle sind. Mit einem Durchmesser unter sechs Angström hätten größere Ladungsträger als die Kaliumionen auch ohne den verschlüsselten Zugang keine Chance durch den Kanal zu strömen.
Andrea Hoferichter
