Особенности динамического поведения молекул воды в ионном канале TRPV1

Ионный канал TRPV1 это белок, участвующий в работе сенсорных систем клетки и обеспечивающий проведение через клеточную мембрану ионов и молекул воды в ответ на разнообразные физические и химические стимулы. Изучение динамики воды внутри поры канала может помочь в понимании механизмов функционирования TRPV1. В работе проанализированы результаты молекулярно-динамического (МД) моделирования канала TRPV1 в открытом состоянии, помещенного в гидратированный липидный бислой. Показано, что пространственное распределение молекул воды в окрестности т.н. “нижних ворот” канала имеет крайне неоднородный характер: вблизи полярных групп белка присутствуют компактные области локализации воды, обусловленные действием двух факторов: формированием водородных связей белок-вода и т.н. эффектом исключенного объема. Время оседлости воды в таких областях в 2 – 5 раз превышает время оседлости около аналогичных полярных групп на поверхности белка. Формирование областей локализации в окрестности полярных групп аминокислотных остатков Asn676 может играть особую роль в функциональной активности белка: обеспечивая гидратацию “створа” нижних ворот, образуемого гидрофобными остатками Ile679. Благодаря сохранению подвижности своих боковых цепей, остатки Asn676 могут увеличивать или уменьшать уровень гидратации нижних ворот, управляя, таким образом, проводимостью канала.