Principales étapes microscopiques élémentaires qui mènent à la conduction d’un ion potassique. Les schémas dépeignent la situation physiologique dans laquelle le canal potassique conduit les ions K⁺ de l’intérieur vers l’extérieur. A. Le cycle de diffusion des ions commence dans une configuration qui place deux ions dans le filtre de sélectivité (S3, S1) alors qu’un seul ion est présent dans la large cavité hydrophile. B. Les ions se déplacent ensuite de façon concertée vers un état qui place d’abord trois ions dans le filtre (S4, S3, S1). C. Les ions présents dans les sites S3 et S1 progressent vers les sites S2 et S0 (site légèrement à l’extérieur du filtre de sélectivité). D. L’ion présent dans le site S0 s’échappe finalement dans le site Sexterne. E. Ce mouvement entraîne le déplacement des ions logés dans les sites S2 et S4 vers les sites S1 et S3 respectivement, le site S1 ayant été laissé vacant par l’ion qui est sorti. La flèche en pointillé signifie que l’ion externe (S-externe) doit s’éloigner du canal vers le milieu extracellulaire avant qu’un autre ion provenant du milieu intracellulaire puisse pénétrer dans la cavité. Les ions sont ainsi revenus à la configuration initiale et le cycle de diffusion peut se répéter. Les calculs de Bernèche et Roux ont démontré qu’aucune de ces étapes n’implique des variations d’énergie libre aussi importantes que celles qui sont associées aux fluctuations thermiques spontanées observées dans tout système moléculaire. Les variations de potentiel transmembranaire, mesurées pendant le potentiel d’action par exemple, suffisent à pousser les ions K⁺ vers l’extérieur sans que les ions aient à surmonter des barrières d’énergie significatives qui s’opposeraient aux mouvements des ions. Le canal potassique peut en conséquence conduire les ions très rapidement.