La valinomicina es un dodeca depsipéptido natural que se utiliza en el transporte de potasio y como antibiótico . La valinomicina se obtiene de las células de varias especies de Streptomyces , entre las que destaca S. fulvissimus .
Es un miembro del grupo de ionóforos neutros naturales porque no tiene una carga residual. Consiste en enantiómeros D- y L-valina (Val), ácido D-alfa-hidroxiisovalérico y ácido L-láctico . Las estructuras están unidas alternativamente a través de puentes amida y éster . La valinomicina es altamente selectiva para los iones de potasio sobre los iones de sodio dentro de la membrana celular . [2] Funciona como un transportador específico de potasio y facilita el movimiento de iones de potasio a través de membranas lipídicas "hacia abajo" del gradiente de potencial electroquímico. [3] La constante de estabilidad K para el complejo potasio-valinomicina es casi 100.000 veces mayor que la del complejo sodio-valinomicina. [4] Esta diferencia es importante para mantener la selectividad de la valinomicina para el transporte de iones de potasio (y no iones de sodio) en sistemas biológicos.
Está clasificada como una sustancia extremadamente peligrosa en los Estados Unidos según se define en la Sección 302 de la Ley de Planificación de Emergencias y Derecho a Saber de la Comunidad de los Estados Unidos (42 USC 11002), y está sujeta a estrictos requisitos de notificación por parte de las instalaciones que la producen, almacenan o usan en cantidades significativas. [5]
La valinomicina es un dodecadepsipéptido, es decir, está formado por doce aminoácidos y ésteres alternados para formar una molécula macrocíclica. Los doce grupos carbonilo son esenciales para la unión de iones metálicos, y también para la solvatación en disolventes polares . Los grupos isopropilo y metilo son responsables de la solvatación en disolventes no polares . [6] Junto con su forma y tamaño esta dualidad molecular es la razón principal de sus propiedades de unión. Los iones K deben ceder su agua de hidratación para pasar a través del poro. Los iones K + están coordinados octaédricamente en una geometría bipiramidal cuadrada por 6 enlaces carbonílicos a partir de Val. En este espacio de 1,33 Angstrom, Na + con su radio de 0,95 Angstrom, es significativamente más pequeño que el canal, lo que significa que Na + no puede formar enlaces iónicos con los aminoácidos del poro a energía equivalente a los que cede con las moléculas de agua. Esto conduce a una selectividad de 10.000x para los iones K + sobre Na + . En el caso de los disolventes polares, la valinomicina expondrá principalmente los carbonilos al disolvente y, en los disolventes no polares, los grupos isopropilo se encuentran predominantemente en el exterior de la molécula. Esta conformación cambia cuando la valinomicina se une a un ion potasio. La molécula queda "bloqueada" en una conformación con los grupos isopropilo en el exterior [Cita requerida]. En realidad, no queda bloqueada en una configuración porque el tamaño de la molécula la hace muy flexible, pero el ion potasio proporciona cierto grado de coordinación a la macromolécula.
Recientemente se informó que la valinomicina es el agente más potente contra el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV) en células Vero E6 infectadas . [7]
La valinomicina actúa como un agente isoformante no metálico en electrodos selectivos de potasio . [8] [9]
Este ionóforo se utiliza para estudiar vesículas de membrana , donde puede aplicarse selectivamente mediante diseño experimental para reducir o eliminar el gradiente electroquímico a través de una membrana. [ cita requerida ]