Mechanizmy aktivace a modulace vaniloidních TRP receptorů

Abstract

Štěpána Boukalová Mechanisms of activation and modulation of vanilloid TRP channels TRPV1 and TRPV3 are thermosensitive ion channels from the vanilloid subfamily of TRP receptors. TRPV1, which is primarily expressed in nociceptive sensory neurons, is an important transducer of painful stimuli and is also involved in the detection of noxious heat. TRPV3 is expressed mainly in the skin where it regulates proliferation and differentiation of keratinocytes. Similarly to voltage-dependent potassium (Kv) channels, TRP receptors are comprised of four subunits, each with six transmembrane segments (S1-S6). Using mutational approach, we tried to elucidate the role of S1 in TRPV1 functioning. Our results indicate that the extracellular portion of S1 plays a crucial role in TRPV1 gating. TRPV1 channels with a conservative mutation of positively charged residue in this region (R455K substitution) were overactive. However, they were neither activated nor potentiated by low pH; on the contrary, protons stabilized the closed conformation of this mutant channel. Very similar phenotypic properties were found in other TRPV1 mutants with substitution in S4/S5-S5 region and in the pore helix. In Kv channels, extracelular portion of S1 forms a small contact surface with the pore helix, which allows efficient transmission of...

Štěpána Boukalová Mechanizmy aktivace a modulace vaniloidních TRP receptorů TRPV1 a TRPV3 receptory jsou teplocitlivé iontové kanály patřící do rodiny vaniloidních TRP receptorů. TRPV1 receptor, jenž je specificky exprimován v nociceptivních neuronech, představuje klíčovou molekulu v transdukční dráze bolestivých podnětů, včetně nociceptivního tepla. Význam TRPV3 receptorů ve vnímání tepelných podnětů je prozatím sporný, dobře prokázaná je však jeho úloha v regulaci proliferace a diferenciace keratinocytů. TRP receptory, podobně jako napěťově ovládané draslíkové kanály (Kv), jsou tvořeny čtyřmi podjednotkami, jež každá obsahuje šest transmembránových segmentů (S1-S6). V první části své dizertační práce jsem se zaměřila na úlohu S1 transmembránové oblasti ve funkčních vlastnostech TRPV1 receptoru. Z našich výsledků vyplývá, že část S1 směřující do extracelulárního prostředí hraje významnou úlohu ve vrátkování iontového kanálu. Konzervativní mutace kladně nabitého rezidua v dané oblasti (R455K mutace) vedla ke vzniku TRPV1 iontových kanálů se zvýšenou aktivitou, jež však nebyly citlivé ke stimulačnímu působení sníženého pH prostředí. Naopak, zvýšená koncentrace protonů v extracelulárním prostředí vedla ke stabilizaci zavřeného stavu mutantního iontového kanálu. Velmi podobné fenotypické vlastnosti jako u...