En las últimas dos décadas la capacidad para sobreexpresar y purificar las proteínas de transporte de membrana ha aumentado dramáticamente: canales iónicos, transportadores primario y secundario están ahora purificaron rutinariamente a partir de sistemas de expresión heterólogos, así como de fuentes naturales. Constantemente se están desarrollando nuevos enfoques para controlar la expresión, mejorar y facilitar la extracción y mejorar la estabilidad de estas proteínas 1-5. Estos avances tecnológicos han sido fundamentales en el desencadenamiento de la explosión de la información estructural a nivel atómico en las proteínas de membrana que, a su vez, mejorado nuestra comprensión de las bases estructurales de su función. En contraste, nuestra capacidad para investigar las propiedades funcionales de las proteínas purificadas no aumentó en la misma proporción, de modo que en algunos casos alta resolución información estructural está acompañada por datos funcionales cualitativos, lo que limita nuestra capacidad para probar cuantitativamente predicciones basadas en la estructura. Por lo tanto, la development de ensayos funcionales cuantitativos y generalizables es un paso clave hacia la elucidación de las bases mecanicistas de la función de las proteínas de membrana.
Aquí se describe un ensayo de flujo de salida que se puede utilizar para determinar cuantitativamente propiedades funcionales clave de purificado y reconstituido Cl - canales y transportadores. Los principios subyacentes del ensayo se pueden generalizar a una variedad de sistemas de transporte, así como a las proteínas no-iónicos transporte. Los liposomas se reconstituyen con purificados Cl - canal / transportadores en la presencia de un gran Cl - gradiente (Figura 1A, B). Cl - flujo de salida se inicia mediante la adición de un ionóforo para permitir flujo de contra-ión, en nuestro caso el K + valinomicina ionóforo, que la tensión de derivación establecido por el Cl - y establecer el gradiente de potencial inicial membrana para el potencial de equilibrio de K + 6,7. Sin tque ionóforo no significativa Cl neta - flujo de salida se produce, ya que se evita mediante la generación de un potencial transmembrana. Los datos se describe cuantitativamente por dos parámetros medibles (Figura 1C): τ, la constante de tiempo de eflujo de Cl -, y f 0, la fracción de liposomas que no contienen una proteína activa. De τ f 0 y el unitaria Cl - velocidad de transporte, la fracción de proteínas activas y la masa molecular del complejo activo se pueden derivar 8. La técnica se ilustra aquí usando proteoliposomas reconstituidos con CLC-EC1, un bien caracterizado de tipo CLC H + / Cl - intercambiador de la estructura y función conocida. Este ensayo se generaliza fácilmente a los canales o transportadores con diferente selectividad iónica o cuya actividad depende de la presencia de voltaje y / o ligandos. Además, este ensayo se puede usar para determinar si las moléculas pequeñas afectan directamente a la proteína reconstituida,para cuantificar los efectos de estos compuestos y cómo composición de la membrana o de los reactivos modificadores de lípidos afectan a la función de los canales y transportadores reconstituidas.