Buněčné mechanizmy regulace kanálu TRPA1

Abstract

TRPA1 je teplotně citlivý iontový kanál z ankyrinové podrodiny Tranzientních Receptorových Potenciálových (TRP) receptorů. Tyto proteiny hrají významnou roli v převodu širokého spektra vnějších a vnitřních signálů. Kanál TRPA1, který je hojně exprimován v primárních aferentních neuronech, je významný převodník různých škodlivých a dráždivých podnětů a účastní se také detekce změn teploty. Podobně jako ostatní TRP kanály je TRPA1 tvořen čtyřmi podjednotkami, přičemž každá podjednotka obsahuje šest transmembránových segmentů (S1-S6) ohraničených cytoplazmatickým N- a C-koncem. V nativních tkáních je receptor TRPA1 regulován několika fosforylačními místy, která jsou významná z hlediska aktivity TRPA1 za fyziologických a různých patofyziologických podmínek. Za použití mutační metody jsme predikovali a prozkoumali roli potenciálních fosforylačních míst pro proteinkinasu C ve funkci TRPA1, která zvyšuje aktivitu tohoto receptoru. Naše výsledky identifikují rezidua, u kterých fosfomimikující mutace ovlivnila schopnost kanálu reagovat na napěťové a chemické podněty, zatímco mutace za alanin nebo glycin, která znemožňuje fosforylaci na daném místě, funkci kanálu neovlivnila. Identifikovali jsme serin 602 v rámci šestnácté N-koncové ankyrinové repetice, jehož substituce za aspartát překvapivě zcela blokovala...

TRPA1 is a thermosensitive ion channel from the ankyrin subfamily of Transient Receptor Potential (TRP) receptors. These proteins play essential roles in the transduction of wide variety of environmental and endogenous signals. TRPA1, which is abundantly expressed in primary nociceptive neurons, is an important transducer of various noxious and irritant stimuli and is also involved in the detection of temperature changes. Similarly to other TRP channels, TRPA1 is comprised of four subunits, each with six transmembrane segments (S1-S6), flanked by the cytoplasmic N- and C-terminal ends. In native tissues, TRPA1 is supposed to be regulated by multiple phosphorylation sites that underlie TRPA1 activity under physiological and various pathophysiological conditions. Using mutational approach, we predicted and explored the role of potential phosphorylation sites for protein kinase C in TRPA1 functioning. Our results identify candidate residues, at which phosho-mimicking mutations affected the channel's ability to respond to voltage and chemical stimuli, whereas the phospho-null mutations to alanine or glycine did not affect the channel activation. Particularly, we identify the serine 602 within the N-terminal ankyrin repeat domain 16, the substitution of which to aspartate completely abolished the TRPA1...