Влияние точечных мутаций на свойства поры ионного канала TRPV1

TRPV1 – неселективный ионный канал, активирующийся капсаицином, анандамидом, температурой, превышающей 43оС, механическим напряжением. В активированном (открытом) состоянии TRPV1 формирует в клеточный мембране пору – проницаемый для молекул воды и ионов трансмембранный (ТМ) канал нанометрового масштаба, обладающий вдоль своей оси гетерогенными физико-химическими свойствами. В данной работе методами in silico исследуется влияние на характеристики поры TRPV1 остатка Asn676, экспонирующего в пору свои полярные группы. Показано, что боковые цепи Asn676 обладают двумя состояниями с различной ориентацией боковых цепей, приводящими к значительной вариации свойств поверхности поры в области т.н. «нижних ворот» – узком участке канала, ответственном за переходы TRPV1 между открытым и закрытым состояниями. Первая ориентация (боковая цепь остатка экспонирована в пору) сопровождается низким уровнем гидратации (в створе ворот в среднем находится 11-21 молекул воды) и низкой проводимостью нижних ворот (2-4 мол./нс). Вторая ориентация (боковая цепь остатка отвернута от оси поры) приводит к обратному эффекту: большому уровню гидратации (28-38 молекул) и высокой проводимости ворот (10-12 мол./нс). Также было показано, что при замене Asn на остаток серина (Ser) пропадает регулирующая роль 676 остатка, нижние ворота формируют только состояние с высокими уровнем гидратации и проводимостью нижних ворот. Полученные результаты дают новые данные о роли экспонированного в пору остатка Asn, консервативного для всех TRPV каналов, и позволяют на примере TRPV1 лучше понять тонкую связь между физико-химическими свойствами поверхности молекулярной поры и поведением находящейся в ней воды.