Os pesquisadores de Colômbia capturam imagens detalhadas novas de uma molécula dedetecção

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Os pesquisadores da Universidade de Columbia capturaram imagens detalhadas novas de uma molécula dedetecção em seus estados abertos, intermediários, e fechados. Os resultados ajudar-nos-ão a compreender os mecânicos da sensação quente, morna, fresca, e fria e a acelerar a revelação das drogas para a variedade de circunstâncias, incluindo a doença de pele inflamatório, o comichão, e a dor.

Os resultados foram publicados em linha na biologia estrutural e molecular da natureza.

Os pesquisadores souberam para mais do que um século que a percepção da temperatura e de dor está controlada pelos neurônios sensoriais especializados. No final dos anos 90, os cientistas descobriram uma superfamília das moléculas, chamada o receptor transiente os canais (TRP) potenciais, dentro destes neurônios. Dos 28 canais conhecidos de TRP, 11 é altamente sensíveis às mudanças na temperatura. Estes “thermoTRPs” abrem e fecham-se em resposta às flutuações da temperatura, permitindo que os íons passem completamente e transmitam sinais ao sistema nervoso central.

ThermoTRPs actua como termômetros biológicos, permitindo que os organismos detectem temperaturas na escala fisiológico inteira, do frio nocivo ao calor nocivo. Como estes canais detectam a temperatura e então subseqüentemente submetem-se a mudanças a nível molecular permaneceu um enigma.”

Alexander I. Sobolevsky, PhD, líder do estudo e professor adjunto da bioquímica e da biofísica molecular na faculdade de Vagelos da Universidade de Columbia dos médicos e dos cirurgiões

Uma descoberta importante no campo veio em 2013 quando uma técnica chamada a microscopia do cryo-elétron (cryo-EM) foi usada primeiramente aos representantes da imagem da família do canal de TRP. Desde então, quase cada tipo de canal de TRP foi imaged com esta técnica. Mas os cientistas eram incapazes de capturar as imagens cryo-EM dos canais do thermoTRP em temperaturas diferentes; particularmente altas temperaturas, onde os canais calor-sensíveis são activados.

No estudo novo, o laboratório de Sobolevsky identificou uma mutação em um destes canais, TRPV3, que aumenta sua sensibilidade à temperatura. Explorando esta mutação, sua equipe podia fixar o canal em posições abertas, sensibilizadas, e fechados; uma etapa essencial em compreender a estrutura de uma proteína usando a imagem lactente cryo-EM. As imagens resultantes revelaram as mudanças estruturais que acontecem em TRPV3 é activada uma vez que pelo calor.

“Estas mudanças estruturais parecem originar da parcela decondução da membrana de TRPV3 que detecta a temperatura com sua interacção com os lipidos circunvizinhos da membrana,” dizem Appu K. Singh, PhD, um cientista da pesquisa do associado na bioquímica e biofísica molecular na Universidade de Columbia e no primeiro autor do papel. “Mais os estudos são necessários identificar mais precisamente o sensor de temperatura destes canais.”

TRPV3 é expressado principalmente nas células epiteliais. O canal joga um papel em uma variedade de funções fisiológicos, incluindo a sensação da temperatura, o nociception (a resposta de sistema nervoso a determinados estímulos prejudiciais ou potencialmente nocivos), o comichão, a manutenção da barreira de pele, a cura da ferida, e o crescimento do cabelo. TRPV3 é associado igualmente com as doenças de pele humanas numerosas, tais como a dermatite atópica, a psoríase, e o rosacea. Os estudos mostram que os ratos que faltam TRPV3 são incapazes de detectar umas temperaturas mais mornas.

“Nossas estruturas não somente podem servir como um trampolim para estudos dos princípios biofísicos de activação da temperatura do canal do íon, mas igualmente como moldes para o projecto das drogas para uma variedade de circunstâncias que afectam a pele,” diz Sobolevsky.

Em um estudo separado publicado em comunicações da natureza, a equipe de Sobolevsky usou o cryo-EM para determinar a estrutura de crTRP1, um thermoTRP encontrado em Chlamydomonasreinhardtii, um tipo de algas. Isto é a primeira vez que a estrutura de um thermoTRP foi descrita em um micro-organismo.

Activação do canal TRPV3