Studies on molecular interactions of the mu-opioid and TRPV1 receptors

Abstract

In this work, we investigated the behavior of the -opioid receptor (MOR) and the transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) ion channel in the plasma membrane and their mutual communication. Both these receptors are implicated in pain perception and analgesia. We observed that the lateral mobility of MOR was strongly affected by different biased opioid agonists. DAMGO and endomorphin-2 display opposite bias towards MOR. According to our results, they also have the opposite effects on the mobility of MOR. Morphine induced only small changes in the mobility of MOR. Moreover, cholesterol depletion and blockage of G protein signaling by pertussis toxin (PTX) affected the ability of different MOR agonists to alter MOR mobility in a unique manner. The effects of DAMGO and endomorphin-2 were compromised under these conditions. On the other hand, we observed increased movement of MOR after the addition of morphine. PTX alone did not affect receptor movement, but it completely disrupted the effect of cholesterol depletion on morphine induced changes the mobility of MOR. Next we studied the mobility of TRPV1. The TRPV1 agonist capsaicin changed the lateral mobility of TRPV1. Surprisingly, after adding the MOR antagonist naloxone, the apparent diffusion coefficient of TRPV1 but to a lower extent than...

V této práci jsme zkoumali chování -opioidního receptoru (MOR) a iontového kanálu TRPV1 (transient receptor potential vanilloid 1) v plazmatické membráně buněk a jejich vzájemnou komunikaci. Oba tyto receptory se podílejí na vnímání bolesti a analgezii. Zjistili jsme, že laterální pohyblivost MOR byla silně ovlivněna různými usměrňujícími opioidními agonisty. DAMGO a endomorfin-2 vykazují opačný usměrňovací agonismus vůči MOR. Podle našich výsledků mají také opačné účinky na mobilitu MOR. Morfin vyvolal pouze malé změny v mobilitě MOR. Kromě toho, deplece cholesterolu a blokování G proteinové signalizace za pomoci pertusového toxinu (PTX) ovlivňovaly schopnost agonistů MOR měnit jeho mobilitu. Účinky DAMGO a endomorfinu-2 byly za těchto podmínek sníženy. Na druhé straně jsme pozorovali morfinem zvýšený pohyb MOR po depleci cholesterolu. Samotný PTX neovlivnil pohyb receptoru, ale zcela narušil účinek deplece cholesterolu na morfinem vyvolanou změnu mobility MOR. Dále jsme se zabývali mobilitou TRPV1. Agonista TRPV1 kapsaicin změnil laterální mobilitu TRPV1. Překvapivě, po přidání MOR antagonisty naloxonu se také zvýšil difúzní koeficient TRPV1, ale v menší míře než po kapsaicinu. Agonista MOR DAMGO a antagonista levallorfan neovlivnily mobilitu TRPV1. Zjistili jsme, že kapsaicin i naloxon byly...