Studium teplotní citlivosti lidského TRPA1 kanálu

Abstract

Fyziologická detekce vnějších podnětů na periferních zakončeních primárních aferentních senzorických neuronů je zajišťována prostřednictvím specifické skupiny tzv. tranzientních receptorových potenciálových (TRP) kanálů. Současný rozvoj kryoelektronové mikroskopie a molekulárně-biologických technik umožňuje studovat funkci těchto specializovaných proteinů ve vztahu k jejich struktuře a pochopit tak lépe jejich fyziologickou úlohu a možnosti jejich farmakologického ovlivnění. Cílem předložené bakalářské práce je zpracovat souhrnný přehled současných poznatků o funkčních a strukturních vlastnostech ankyrinového TRP receptoru podtypu 1 (TRPA1), iontového kanálu aktivovaného různými dráždivými látkami a změnami okolní teploty. Experimentální část práce se zaměřuje na prozkoumání úlohy senzorové domény v teplotní citlivosti TRPA1. Výsledky získané pomocí elektrofyziologické techniky whole-cell patch-clamp prokazují, že senzor je důležitou oblastí určující proces otvírání a zavírání iontového kanálu. Mutace konzervovaného tyrosinu uprostřed senzorové domény pozměnila aktivační kinetiku závislou na membránovém potenciálu a zvýšila míru senzitizace chemických odpovědí při zvýšení teploty z 25 řC na 35 řC. (In Czech) Klíčová slova: TRP iontový kanál, ankyrinový receptor, nocicepce, struktura-funkce, karvakrol

Transient receptor potential (TRP) ion channels play important physiological roles in the detection of environmental stimuli that occur primarily at the peripheral terminals of specialized sensory neurons. The recently resolved cryo-electron microscopy structures and molecular biological techniques have provided new tools that enable to study these channels in relation to their function, and thus to understand more deeply their pharmacology and physiology. The aim of this bachelor thesis is to give an overview of the current status of research on the ankyrin TRP channel subtype 1 (TRPA1), a channel activated by diverse irritant chemical stimuli but also by temperature changes. The experimental part is focused on the elucidation of the role of the sensor domain in thermal sensitivity of the TRPA1 channel. Using whole-cell patch-clamp electrophysiological technique, the presented results demonstrate that the sensor is an important determinant of voltage-dependent gating. Mutation of the conserved tyrosine in the center of the sensor resulted in channels with clearly different activation kinetics and increased chemical responses upon increasing the temperature from 25 řC to 35 řC. Key words: TRP ion channel, ankyrin receptor, nociception, structure-function, carvacrol