Canle iónica regulada por voltaxe

miniatura|Móstranse os ións como círculos vermellos. O gradiente está representado polas diferentes concentracións de ións a ambos os lados da membrana. A conformación aberta da canle iónica permite a translocación de ións a través da membrana celular, mentres que a conformación pechada non.

As **canles iónicas reguladas por voltaxe** ou **canles iónicas dependentes de voltaxe** (en inglés *voltage-gated ion channels*) son un tipo de proteínas transmembrana que forman canles iónicas que son activadas por cambios no potencial de membrana eléctrico preto da canle. O potencial de membrana altera a conformación das proteínas da canle, regulando a súa apertura e peche. As membranas celulares son xeralmente impermeables aos ións, polo que estes deben difundir a través da membrana por canles proteicas transmembrana. Desempeñan un papel fundamental en células excitables como as neuronas e células musculares, permitindo unha rápida e coordinada despolarización en resposta a un cambio de voltaxe que a desencadea. Estas canles atópanse ao longo do axón e na sinapse e propagan direccionalmente sinais eléctricos. As canles iónicas reguladas por voltaxe adoitan ser específicas de ións, e identificáronse canles específicas para os ións sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+), e cloruro (Cl–). A apertura e peche das canles é desencadeada por cambios na concentración de ións, e, por tanto, gradientes de carga, entre ambos os lados da membrana.

## Estrutura 
miniatura|Conformación de catro dominios homólogos mostrando a formación do poro central.
As canles iónicas reguladas por voltaxe están xeralmente compostas por varias subunidades arranxadas de tal maneira que hai un poro central a través do cal poden pasar os ións a favor do gradiente electroquímico. As canles adoitan ser específicas de ión, aínda que os ións de similar tamaño e carga poden ás veces pasar tamén a través deles. A funcionalidade das canles iónicas reguladas por voltaxe atribúese ás súas tres subunidades: o sensor de voltaxe, o poro ou vía condutora, e a comporta. As canles de Na+, K+ e Ca2+ están compostas por catro dominios transmembrana dispostos arredor do poro central; estes catro dominios forman parte dunha soa subunidade α no caso da maioría das canles de Na+ e Ca2+, mentres que na maioría das canles de K+ hai catro subunidades α, cada unha das cales contribúe cun dominio transmembrana. Os segmentos que se estenden dun lado a outro da membrana, designados como S1 a S6, teñen todos forma de hélice alfa con funcións especializadas. Os quinto e sexto segmentos transmembrana (S5 e S6) e o bucle do poro desempeña o principal papel na condución de ións, comprendendo a comporta e o poro da canle, mentres que S1-S4 funcionan como rexión sensible á voltaxe.

## Mecanismo 
Estudos estruturais cristalográficos dunha canle de potasio mostraron que, cando se introduce unha diferenza de potencial na membrana, o campo eléctrico asociado induce un cambio conformacional na canle de potasio. O cambio conformacional distorsiona a forma das proteínas da canle o suficiente para que a cavidade, ou canle, se abra para permitir o influxo ou efluxo a través da membrana. Este movemento de ións a favor das gradientes de concentración xera seguidamente unha corrente eléctrica suficiente para despolarizar a membrana celular.

As canles de sodio e de calcio reguladas por voltaxe están constituídas por un só polipéptido con catro dominios homólogos. Cada dominio contén 6 hélices alfa que abranguen a membrana. Unha destas hélices, a S4, é a hélice sensible á voltaxe. O segmento S4 contén moitas cargas positivas, polo que unha carga positiva alta fóra da célula repele a hélice, mantendo a canle no seu estado pechado.

En xeral, a porción sensible á voltaxe da canle iónica é responsable da detección de cambios no potencial transmembrana que desencadea a apertura ou peche da canle. As hélices alfa S1-4 crese xeralmente que desempeñan este papel. Nas canles de sodio e potasio, as hélices S4 sensibles á voltaxe conteñen residuos de lisina ou arxinina cargados positivamente en motivos repetidos.

O movemento do sensor de voltaxe desencadea un cambio conformacional da comporta da vía condutora, controlando o fluxo de ións a través da canle. A substitución por enxeñaría xenética da rexión da pa dunha especie de arquea que habita en zonas volcánicas a canles de potasio de cerebro de rata ten como resultado unha canle iónica completamente funcional, con tal de que se substitúa a "pa" intacta completa. Esta "modularidade" permite o uso de sistemas modelo simples e baratos para estudar a función desta rexión, o seu papel en enfermidades, e o control farmacéutico do seu comportamento en vez de estar limitado a preparacións difíciles de estudar e pouco caracterizadas.

Aínda que as canles iónicas reguladas por voltaxe son activadas normalmente pola despolarización da membrana, algunhas canles, como as canles de ión potasio rectificadora interna son activadas por hiperpolarización.

A comporta crese que está acoplada con rexións sensibles á voltaxe das canles e parece conter unha obstrución mecánica ao fluxo de ións. Aínda que hai acordo sobre que o dominio S6 é o segmento que actúa como dita obstrución, descoñécese o seu mecanismo exacto. Posibles explicacións son: o segmento S6 fai un movemento en tesoira que permite que os ións flúan ao seu través, o segmento S6 sepárase en dous segmentos permitindo o paso dos ións, ou a canle S6 funciona como a propia comporta. O mecanismo polo cal o movemento do segmento S4 afecta a S6 non se coñece; porén, teorizouse que hai un enlazador ou *linker* S4-S5 cuxo movemento permite a apertura de S6. Esta comporta ten a forma dunha bóla unida a unha cadea flexible. Durante a inactivación, a cadea prégase sobre si mesma e a bóla bloquea o fluxo de ións a través da canle. A inactivación rápida está directamente ligada á activación causada por movementos intramembrana dos segmentos S4, aínda que non se sabe cal é o mecanismo do movemento de S4 e a súa relación coa comporta de inactivación.

## Tipos 
=== Canles de sodio (Na+) ===

As canles de sodio teñen propiedades funcionais similares en moitos tipos celulares. Aínda que se identificaron os xenes humanos que codifican as canles de sodio, as súas funcións están tipicamentre conservadas entre especies e diferentes tipos celulares.

## Filoxenética 
Os estudos filoxenéticos de proteínas expresadas en bacterias revelaron a existencia dunha superfamilia de canles de sodio reguladas por voltaxe. Posteriores estudos mostraron que había outras diversas canles iónicas e transportadores que estaban relacionados filoxeneticamente coas canles iónicas reguladas por voltaxe, como as canles de K+ rectificadora interna, as canles de Ca2+ de receptor de ryanodine-inositol 1,4,5-trifosfato, canles de Ca2+ de potencial receptor transitorio, as canles de catións de policistina, as canles iónicas reguladas por glutamato, as canles de cloruro dependentes de calcio, os catión monovalente:protón antiportadores, tipo 1 e os transportadores de potasio.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Canle iónica regulada por ligando

### Ligazóns externas 
*Subunidades de canles iónicas reguladas por voltaxe de IUPHAR-DB 
*Compendio da IUPHAR sobre canles iónicas reguladas por voltaxe 2005 
*