Az ischaemiás agykárosodásban szerepet játszó TrpM2 kationcsatorna szerkezet-funkció vizsgálata = Structure-function studies of the TrpM2 cation channel involved in ischaemic brain damage.

摘要

Megállapítottuk, hogy a csatornát 4 Ca2+ ion kötődése aktiválja. Az aktiváció a Monod-Wymann-Changeux mechanizmust követi, 1 Ca2+ kötődése ~33-szorosra, a 4 ion összesen ~10^6-szorosra, növeli a nyitott-csukott egyensúlyi állandót. A Ca2+ kötőhelyei a kaputól intracelluláris irányban találhatók egy védett üregben, közel a pórus nyílásához. A nyitott póruson beáramló Ca2+ telítésben tartja az aktiváló helyeket, ezért intakt sejtekben, ADPR jelenlétében, egy rövid Ca2+ szignál is elnyújtott TRPM2 aktivitást válthat ki. Megállapítottuk, hogy az ADPR nagy affinitással (K1/2=1uM) aktivál, de az ADPR-hidrolízisnek a csatorna csukódásában játszott szerepét nem tudtuk tisztázni. Az ADPRázok konzervált ""Nudix-box"" motívuma (REFXEE) a TRPM2 NUDT9-H doménjében atípusos (RILRQE). A NUDT9 enzimben az EF->IL mutáció 1%-ára csökkenti, az EE->KK mutáció felfüggeszti az ADPRáz aktivitást. Létrehoztunk egy ""inaktív"" QE->KK és egy ""hiperaktív"" IL->EF TRPM2 mutánst, de e 4 egyedi és 2 dupla mutáció egyike sem befolyásolta az ADPR iránti affinitást illetve a csukódási sebességet. Intakt sejtekben az AMP gátolta, míg a H2O2, a ciklikus ADPR (cADPR), és a nikotinsav-adenin-dinukleotid-foszfát (NAADP) aktiválták a TRPM2-t, és fokozták ADPR iránti érzékenységét. Izolált membrán patch-ben megállapítottuk, hogy a H2O2, az AMP, és a cADPR közvetlenül nem hatnak a TRPM2-re, míg az NAADP és az NAAD kis affinitású parciális agonisták. Tehát intakt sejtekben e modulátorok hatásai közvetettek. | We have revealed that the channel is activated by binding of 4 Ca2+ ions, following the Monod-Wymann-Changeux mechanism. Binding of 1 Ca2+ increases the closed-open equilibrium constant by ~33-fold, the 4 ions altogether by ~10^6-fold. The Ca2+ binding sites are found intracellularly of the gate, in a protected crevice, near the pore entrance, and are kept saturated by Ca2+ flowing through the open pore. Thus, in intact cells, in the presence of ADPR, a single brief Ca2+ spark can elicit prolonged TRPM2 channel activity. We have shown that ADPR activates the channel with high affinity (K1/2=1 uM), but could not clarify the role of ADPR hydrolysis in channel closure. The conserved ADPRase ""Nudix-box"" motif (REFXEE) is atypical in the NUDT9-H domain of TRPM2 (RILRQE). The EF->IL mutation decreases ADPRase activity of the NUDT9 enzyme to ~1%, while the EE->KK mutation completely abolishes it. We constructed an ""inactive"" QE?KK and a ""hiperactive"" IL->EF TRPM2 mutant, but neither of the 4 single and 2 double mutants affected ADPR affinity or channel closing rate. In intact cells AMP inhibits, while H2O2, cyclic ADPR (cADPR), and nicotinic acid-adenin-dinucleotide-phosphate (NAADP) activate TRPM2, and enhance its sensitivity to ADPR. We have found that direct application of H2O2, AMP, and cADPR in isolated patches does not affect the channels, while NAADP and NAAD are low-affinity partial agonists. Thus, in intact cells the effects of these modulators are indirect.