_x000D_ Los canales iónicos son proteínas de membrana de gran importancia. Entre estos se destacan los canales de potasio activados por cambios en el potencial de membrana o canales de tipo Kv. Estos canales son responsables del mantenimiento de varios parámetros eléctricos de la membrana celular, siendo uno de los más importantes la fase de repolarización del potencial de acción. _x000D_ Una de las características más importantes que determinan las propiedades biofísicas de estos canales es la cantidad de carga eléctrica que se mueve para lograr la activación o apertura del canal, la cual se conoce como carga por canal. Esta cantidad de carga es importante porque contribuye a la capacitancia de la membrana y mientras esta es más grande, la velocidad de conducción del potencial de acción disminuye, reduciendo la eficacia de los procesos de comunicación eléctrica entre células._x000D_ Entre los canales Kv que participan en el comportamiento eléctrico de células excitables se encuentra el canal denominado Kv1.2, que funciona como un rectificador tardío clásico y que además tiene la ventaje de ser el único canal Kv para el que se cuenta con una estructura molecular determinada a alta resolución. Esta característica permitiría formular y responder preguntas funcionales con detalle molecular. Paradójicamente, este es uno de los canales de potasio de el que se cuenta con poca información funcional._x000D_ Particularmente, solo se ha determinado la cantidad de carga por canal para dos canales de tipo Kv que no participan en la repolarización del potencial de acción (los canales Shaker y Kv2.1). Tampoco se han determinado otras propiedades biofísicas como la cinética de activación, la cinética del movimiento de carga y la relación que existe entre estas._x000D_ La principal motivación de esta propuesta es la de realizar mediciones precisas de la cantidad de carga del canal Kv1.2 y experimentos detallados que permitan formular modelos matemáticos que expliquen las propiedades cinéticas de la activación de este canal. Como parte de esta caracterización, se realizarán experimentos de mutagénesis dirigida para explorar la participación de los residuos cargados en el sensor de voltaje en el movimiento de carga y empezar a interpretar estos resultados en términos de las estructuras de alta resolución disponibles. _x000D_

En mi laboratorio hemos estudiado el acoplamiento electromecánico en canales de potasio (Jara-Oseguera et al., 2011), especialmente Kv2.1, para el cual no se cuenta con una estructura de alta resolución, haciendo difícil la interpretación de resultados funcionales en términos moleculares. Por esta razón, es necesaria la caracterización funcional detallada del canal Kv1.2, del cual se cuenta con una estructura obtenida por difracción de rayos X. Este proyecto permitirá generar información funcional detallada sobre las propiedades de dependencia en el voltaje del canal de mamífero Kv1.2. En particular se harán mediciones de la magnitud de la carga movilizada por un solo canal mediante dos métodos complementarios y se generará con estas un modelo matemático que explique la cinética y dependencia en el voltaje de las múltiples transiciones entre estados que llevan a la apertura del canal._x000D_ Estos experimentos proporcionarán una descripción funcional detallada de las propiedades de Kv1.2 que no existe en la literatura y la cual permitirá interpretar resultados de experimentos relación estructura-función mediante mutagénesis, en términos de las estructuras de alta resolución disponibles para este canal._x000D_ Estas mediciones permitirán también resolver algunas paradojas que han resultado de simulaciones por dinámica molecular en Kv1.2 en un intento de explicar con esta estructura datos funcionales derivados de Shaker que probablemente no son aplicables a Kv1.2. En mi laboratorio hemos realizado experimentos de mutagénesis en el canal Kv1.2 que han dado resultados divergentes de lo observado en Shaker para las mismas mutaciones, lo que indica que existen diferencias importantes entre estos dos canales que hacen suponer que no se puede interpretar la estructura de Kv1.2 con datos de Shaker u otros canales de potasio._x000D_ En la segunda parte del proyecto se realizarán mutaciones en el segmento S4 que funciona como sensor de voltaje, para neutralizar individualmente las cargas positivas que lo conforman y determinar que contribución tiene cada una de ellas a la dependencia en el voltaje. La ventaja de hacer estos experimentos en Kv1.2 es que se cuenta con la estructura cristalográfica y los resultados pueden ser interpretados estructuralmente._x000D_