Vliv první transmembránové domény na kinetiku desenzitizace P2X4 receptoru.

Abstract

Extracelulární adenosin-5'-trifosfát (ATP) je důležitou signální molekulou. Buňky prakticky všech tkání eukaryotických organismů řízeně uvolňují ATP a exprimují i odpovídající purinergní receptory. Ionotropní P2X receptory jsou trimerní iontové kanály propustné pro K+, Na+ a Ca2+ kationty. Jedna podjednotka P2X receptoru se skládá ze dvou transmembránových domén (TM1 a TM2), velké extracelulární smyčky a intracelulárních konců. Transmembránová část receptoru je tak tvořena šesti helikálními doménami. Podle krystalové struktury zfP2X4 receptoru jsou TM1 helixy orientovány periferně a stabilizují TM2 helixy tvořící zátku póru. Elektrofyziologické studie ale naznačují, že se TM1 může podílet i na otevírání a zavírání receptoru a tvorbě iontového póru. V této práci byla zkoumána úloha TM1 v procesu desenzitizace potkaního P2X4 receptoru metodou cysteinové skenovací mutageneze. Byla identifikována dvě rezidua TM1 (Asn32 a Tyr42), jejichž mutace prodlužují dobu desenzitizace P2X4 receptoru. Pokusy s parciálním agonistou α,β-methylenadenosin-5'-trifosfátem (αβ-meATP) prokázaly, že změna konformace TM domén v procesu desenzitizace je nezávislá na konformačních změnách způsobených navázáním agonisty. Konzervovaný Tyr42 se nachází v blízkosti TM2 sousední podjednotky, pravděpodobně interaguje s Met336 a ovlivňuje tak...

Extracellular adenosin-5'-triphosphate (ATP) is an important signalling molecule. Cells of eukaryotic tissues release ATP and express responding purinergic receptors. Ionotropic P2X receptors are trimeric ion channels permeable for K+, Na+ and Ca2+ ions. Each subunit consists of two transmembrane domains (TM1 and TM2), an extracellular loop and intracellular N- and C- termini. The transmembrane region is formed by six helical domains. According to the known crystal structure of zfP2X4 receptor, TM1 helixes are oriented peripherally and stabilize TM2 helixes which form the ion gate. However, eletrophysiological studies revealed that TM1 might also participate in channel gating and forming of the ion pore in the open state. The aim of this work was to investigate the role of TM1 in the process of desensitization of rat P2X4 receptor using cystein-scanning mutagenesis. Mutation of two residues (in Asn32 and Tyr42) prolonged desensitization of P2X4 receptor. Moreover, experiments with a partial agonist α,β-methylenadenosin-5'-triphosphate (αβ-meATP) proved that conformation change of TM domains in the process of desensitization is independent on conformation change caused by an agonist binding. Conserved residue Tyr42 is located in the proximity of TM2 of neighbouring subunit. It probably interacts with Met336...