Los investigadores de Columbia capturan nuevas imágenes detalladas de una molécula temperatura-que detecta

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Los investigadores de la Universidad de Columbia han capturado nuevas imágenes detalladas de una molécula temperatura-que detectaba en sus estados abiertos, intermedios, y cerrados. Las conclusión nos ayudarán a entender a los mecánicos de la sensación caliente, caliente, fresca, y fría y a acelerar el revelado de las drogas para la variedad de condiciones, incluyendo enfermedad de la piel, picor, y dolor inflamatorios.

Las conclusión fueron publicadas en línea en biología estructural y molecular de la naturaleza.

Los investigadores han sabido para más que un siglo que la opinión de la temperatura y de dolor es controlada por las neuronas sensoriales especializadas. A finales de los años 90, los científicos descubrieron una superfamilia de moléculas, llamada el receptor transitorio los canales (TRP) potenciales, dentro de estas neuronas. De los 28 canales sabidos de TRP, 11 son altamente sensibles a los cambios en temperatura. Estos “thermoTRPs” se abren y se cierran en respuesta a fluctuaciones de la temperatura, permitiendo que los iones pasen a través y que transmitan señales al sistema nervioso central.

ThermoTRPs actúa como termómetros biológicos, permitiendo que los organismos detecten temperaturas en el alcance fisiológico entero, del frío nocivo al calor nocivo. Cómo estos canales detectan temperatura y entonces posteriormente experimente los cambios en el nivel molecular ha seguido siendo un rompecabezas.”

Alexander I. Sobolevsky, doctorado, líder del estudio y profesor adjunto de la bioquímica y de la biofísica molecular en la universidad de Vagelos de la Universidad de Columbia de médicos y de cirujanos

Una ruptura importante en el campo vino en 2013 cuando una técnica llamada la microscopia del cryo-electrón (cryo-EM) primero fue utilizada a los representantes de la imagen de la familia del canal de TRP. Desde entonces, casi cada tipo de canal de TRP ha sido reflejado con esta técnica. Pero los científicos no podían capturar las imágenes cryo-EM de los canales del thermoTRP en diversas temperaturas; determinado temperaturas altas, donde se activan los canales sensibles al calor.

En el nuevo estudio, el laboratorio de Sobolevsky determinó una mutación en uno de estos canales, TRPV3, que aumenta su sensibilidad a la temperatura. Explotando esta mutación, sus personas podían reparar el canal en posiciones abiertas, sensibilizadas, y cerradas; un paso esencial en la comprensión de la estructura de una proteína usando la proyección de imagen cryo-EM. Las imágenes resultantes revelaron los cambios estructurales que suceso en TRPV3 que es activada una vez por el calor.

“Estos cambios estructurales parecen originar de la porción de ión-conducto de la membrana de TRPV3 que detecte temperatura con su acción recíproca con los lípidos circundantes de la membrana,” dicen Appu K. Singh, doctorado, científico de la investigación del socio en bioquímica y biofísica molecular en la Universidad de Columbia y el primer autor del papel. “Los estudios son más lejos necesarios determinar el sensor de temperatura de estos canales más exacto.”

TRPV3 se expresa principal en células epiteliales. El canal desempeña un papel en una variedad de funciones fisiológicas, incluyendo la sensación de la temperatura, el nociception (la reacción de sistema nervioso a ciertos estímulos dañinos o potencialmente dañinos), picor, mantenimiento de la barrera de piel, hiere la cura, y el incremento del pelo. TRPV3 también se asocia a las enfermedades de la piel humanas numerosas, tales como dermatitis atópico, psoriasis, y rosacea. Los estudios muestran que los ratones que faltan TRPV3 no pueden detectar temperaturas más calientes.

“Nuestras estructuras no sólo pueden servir como trampolín para los estudios de los principios biofísicos de la activación de la temperatura del canal del ión, pero también como patrones para el diseño de las drogas para una variedad de condiciones que afectan a la piel,” dice Sobolevsky.

En un estudio separado publicado en comunicaciones de la naturaleza, las personas de Sobolevsky utilizaron el cryo-EM para determinar la estructura de crTRP1, un thermoTRP encontrado en Chlamydomonasreinhardtii, un tipo de algas. Esto es la primera vez que la estructura de un thermoTRP se ha descrito en un microorganismo.

Activación del canal TRPV3