Исследование периферического сайта связывания PIP2 и его роли в альтернативной регуляции суперсемейства TRP-каналов

Фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат (PIP2) признан важным модулятором каналов семейства transient receptor potential (TRP). В частности, он влияет на ваниллоидный рецептор I (TRPV1), рецептор боли, активируемый широким спектром стимулов, включая связывание фосфолипидов, таких как PIP2. Первичный сайт связывания PIP2 в TRPV1 был идентифицирован с помощью современных методов, что показало, что PIP2 связывается с определённой карманной структурой, образованной положительно заряженными остатками, расположенными преимущественно в проксимальном участке C-конца. Дополнительно консервативный сегмент с положительно заряженными аминокислотами K431 и R432, расположенный в начале трансмембранного домена S1 TRPV1, привлёк значительное внимание исследователей TRP. На сегодняшний день функции этого сайта и последующие эффекты при связывании PIP2 остаются недостаточно изученными. В данной работе были проведены молекулярно-динамические (MD) симуляции с использованием грубозернистых моделей для исследования динамики связывания PIP2 с диким типом (WT) и различными мутантными формами каналов TRPV1. Наши результаты показывают, что мутации K431A и R432A существенно снижают частоту контактов с PIP2, что свидетельствует о том, что эти мутированные остатки являются частью «периферического кармана связывания». Этот карман, по-видимому, играет ключевую роль в облегчении доступа PIP2 к первичному сайту связывания TRPV1. Более того, наше исследование показало, что эти высококонсервативные остатки в подсемействе TRPV также структурно консервативны в других подсемействах TRP, таких как TRPM и TRPC, что не очевидно только по выравниванию последовательностей. Вследствие этого мы предлагаем существование структурно консервативного периферического сайта связывания PIP2, общегo для различных членов семейства TRP, которые можно классифицировать по отдельным подсемействам.