I canali per il potassio (K+) conducono ioni K+ ad una velocità prossima a quella della diffusione e, allo stesso tempo, impediscono agli ioni Na+ di passare. La capacità di distinguere fra ioni K+ (raggio ionico di Pauling 1.33Å ) e ioni Na+ (raggio ionico di Pauling 0.95 Å) risiede nel segmento del poro noto come ¿filtro di selettività¿. Nel filtro di selettività gli ioni K+ sono coordinati da atomi di ossigeno della proteina, che sostituiscono le molecole di acqua che in soluzione circondano gli ioni idratandoli. Poichè i canali ionici operano generalmente lontani dall¿equilibrio, è ragionevole definire la selettività ionica come fanno gli elettrofisiologi, usando condizioni di non equilibrio, in cui i canali normalmente operano. D¿altra parte dovrebbe essere possibile caratterizzare la selettività ionica in condizioni di equilibrio, se si avesse a disposizione un metodo per quantificare le affinità dei differenti ioni per il canale. La selettività così definita dipenderebbe non da dettagli cinetici del sistema di conduzione ma piuttosto dalla differenza di energia fra i due stati, legato e non legato allo ione.
Nel presente progetto ci proponiamo di misurare il legame degli ioni al canale in condizioni di equilibrio usando la calorimetria in isoterma combinata con titolazione (ITC, isothermal titration calorimetry). Questi esperimenti, effettuati su proteina ricombinate purificata del canale Kcv, ci permetteranno di definire le proprietà termodinamiche del binding selettivo degli ioni al filtro di selettività. Il nostro obiettivo è capire quale proprietà di uno ione, dimensione o densità di carica, venga riconosciuta dal canale. Un secondo obiettivo è basato sulle evidenze elettrofisiologiche che abbiamo in precedenza raccolto per il mutante Kcv T63S. A differenza del wt, questo canale mutante non è bloccato da bario micromolare aggiunto alla soluzione (Kd wt 10 uM, Kd mutante 1 mM). L¿amminoacido T63 corrisponde ad una posizione che, nel canale cristallizato KcsA, forma il quarto sito di legame per il K+ nel filtro di selettività. Ipotizziamo pertanto che, anche in Kcv, tale posizione contribuisca a formare uno dei siti di legame per il potassio. Confrontando le energie di binding di K+ e Ba++ di Kcv wt e T63S, verificheremo tale ipotesi.