velikost textu

Functional and structural study of thermally activated TRP ion channels: The role evolutionarily conserved motifs in the TRPA1 modulation

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Functional and structural study of thermally activated TRP ion channels: The role evolutionarily conserved motifs in the TRPA1 modulation
Název v češtině:
Studium funkce a struktury teplotně aktivovaných TRP iontových kanálů: Role evolučně konzervovaných motivů v modulaci TRPA1
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Anna Hynková
Školitel:
RNDr. Viktorie Vlachová, Ph.D., DrSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc.
RNDr. Veronika Obšilová, Ph.D.
Id práce:
129305
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
19. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
TRP kanál, ankyrinový receptor, vrátkování, iontový kanál, melastatinový receptor, teplota, nocicepce
Klíčová slova v angličtině:
transient receptor channel, ankyrin receptor channel, gating, ion channel, melastatin receptor channel, temperature, nociception
Abstrakt:
ABSTRAKT Ankyrinový receptor TRPA1 je iontový kanál exprimovaný převážně na primárních aferentních senzorických neuronech, kde působí jako polymodální senzor pro bolestivé a dráždivé podněty. Kromě chemických látek (např. isothiokyanáty, skořicový aldehyd a jeho deriváty, akrolein, menthol) může být aktivován chladem, depolarizací membránového potenciálu nebo vápenatými ionty z intracelulární strany. Iontový kanál TRPA1 je homotetramerem podjednotek, jež jsou topologicky uspořádány do transmembránové oblasti a cytoplazmaticky orientovaných N- a C-konců. Transmembránová oblast je tvořena šesti alfa-helixy propojenými intra- a extracelulárními kličkami. N-konec receptoru se vyznačuje přítomností 16 až 17 ankyrinových repetic (AR), zatímco C-konec je výrazně kratší a má převážně helikální strukturu. Přesná struktura TRPA1 byla částečně rozřešena roku 2015 pomocí kryo-elektronové mikroskopie, avšak funkční úloha jednotlivých oblastí v polymodální aktivaci receptoru není prozatím plně objasněna. Předkládaná disertační práce se zabývá úlohou mezidruhově konzervovaných strukturních a sekvenčních motivů v cytoplazmatických koncích a v S4-S5 oblasti TRPA1 v napěťové a chemické citlivosti receptoru. Pomocí homologního modelování, molekulárně-dynamických simulací, bodové mutageneze a elektrofyziologických technik bylo popsáno možné vazebné místo pro vápenaté ionty, jež jsou nejdůležitějšími fyziologickými modulátory TRPA1. Dále byla navržena hypotéza, pomocí níž byla vysvětlena molekulární podstata dědičného onemocnění “familiálního epizodického bolestivého syndromu”, které je způsobeno bodovou mutací N855S v S4-S5 oblasti receptoru. Nejnovější studie, jež je součástí této práce, byla zaměřena na objasnění funkční úlohy T/SPLH motivů v ankyrinových repeticích AR2, AR6, AR11-13 na aminovém konci v modulaci TRPA1 receptoru. Klíčová slova: Ankyrinový receptor (TRPA), C-konec, N-konec, S4-S5 oblast, strukturně- funkční vztah, vápenaté ionty, napěťově závislé vrátkování, bodová mutace.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Ankyrin receptor TRPA1 is an ion channel widely expressed on primary afferent sensory neurons, where it acts as a polymodal sensor of nociceptive stimuli. Apart from pungent chemicals (e. g. isothiocyanates, cinnamaldehyde and its derivatives, acrolein, menthol), it could be activated by cold temperatures, depolarizing voltages or intracellular calcium ions. TRPA1 channel is a homotetramer in which each subunit consists of cytoplasmic N and C termini and a transmembrane region. The transmembrane part is organized into six alpha- helices connected by intra- and extracellular loops. The N terminus comprises a tandem set of 16 to 17 ankyrin repeats (AR), while the C terminus has a substantially shorter, dominantly helical structure. In 2015, a partial cryo-EM structure of TRPA1 was resolved; however, the functional roles of the individual regions of the receptor have not yet been fully understood. This doctoral thesis is concerned to elucidate the role of highly conserved sequence and structural motifs within the cytoplasmic termini and the S4-S5 region of TRPA1 in voltage- and chemical sensitivity of the receptor. The probable binding site for calcium ions that are the most important physiological modulators of TRPA1 was described by using homology modeling, molecular-dynamics simulations, site-directed mutagenesis and electrophysiological techniques. Next, the molecular mechanism of a heritable disorder called “familial episodic pain syndrome”, which is caused by a point mutation within the S4-S5 region, has been proposed. The latest study was focused on the functional role of T/SPLH motifs within the N-terminal ankyrin repeats AR2, AR6 and AR11-13 in the TRPA1 modulation. Key words: Ankyrin receptor (TRPA), C terminus, N terminus, S4-S5 region, structure- function relationship, calcium ions, voltage-dependent gating, point mutation.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Anna Hynková 11.8 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Anna Hynková 86 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Anna Hynková 8 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Anna Hynková 6.02 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc. 75 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Veronika Obšilová, Ph.D. 380 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 704 kB