#биология #биохимия #kb
Объединив данные микроскопии и масс-спектрометрии, ученые обнаружили, что рецептор TRPM8 существует в двух основных структурных конфигурациях. Белок состоит из четырех одинаковых субъединиц, которые вместе образуют центральную пору. В классическом состоянии, которое ученые назвали «полностью переплетенным», элементы одной субъединицы плотно взаимодействуют с соседней.
Однако исследователи зафиксировали и второе, ранее неизвестное состояние — «полупереплетенное». В этой конфигурации ключевой структурный элемент белка, так называемая трансмембранная спираль S6, изгибается примерно на 52 градуса и меняет свое положение, возвращаясь к собственному домену, а не связываясь с соседним. Ионный канал находится в состоянии динамического равновесия, постоянно переключаясь между этими конфигурациями.
Анализ HDX-MS показал точную последовательность событий при снижении температуры. Когда окружающая среда охлаждается, внешняя часть поры рецептора резко теряет свою подвижность и становится термодинамически жесткой. Это изменение распространяется по структуре белка и физически воздействует на спираль S6, заставляя ее изменить свое положение.
Смещение спирали S6 приводит к образованию в структуре белка небольшой гидрофобной полости. Именно на этом этапе становится понятна роль клеточной мембраны. В образовавшуюся полость проникает длинный углеводородный хвост молекулы PIP2 (фосфатидилинозитол-бисфосфата) — липида, который всегда присутствует в мембране клетки. Липид фиксирует спираль S6 в новом положении, не позволяя ей вернуться обратно.
Это структурное смещение достигает самого низа ионного канала, где расположена крупная аминокислота фенилаланин (F969). Под давлением сместившейся спирали молекула фенилаланина меняет свою пространственную ориентацию, отгибаясь вверх. В результате центральное отверстие канала расширяется. Ионы кальция получают возможность беспрепятственно пройти через мембрану внутрь клетки, что и приводит к генерации нервного импульса.
Действие ментола приводит к аналогичному результату, но инициируется в другой части белка. Ментол связывается с нижним доменом рецептора, стабилизируя соседнюю спираль (TRP-спираль). Это изменение также приводит к смещению спирали S6 и последующему открытию поры при участии липида PIP2.
https://www.ixbt.com/live/science/uchenye-dolgo-ne-ponimali-kak-telo-chuvstvuet-holod-otvet-nashli-v-termodinamike-nervnyh-receptorov.html