Señal lipídica inductora de cambios conformacionales del receptor de acetilcolina nicotínico. Estudio de un mecanismo de modulación.

ANTOLLINI, S. S.; FERNÁNDEZ NIEVAS, G. A.; BERMÚDEZ, V.

San Luis, Argentina

Workshop; 2do Workshop Argentino de Química Medicinal (Prof. Dr. Esteban A. Jáuregui); 2006

Asociación de Química Argentina - Universidad Nacional de San Luis

INTRODUCCION: Moléculas altamente hidrofóbicas (tales como esteroides y ácidos grasos libres) actuarían como inhibidores no-competitivos del receptor de acetilcolina nicotínico (AChR), ejerciendo su efecto a través de la membrana. A fin de avanzar en la caracterización del mecanismo mediante el cual estas moléculas hidrofóbicas inhiben al AChR, realizamos estudios de espectroscopía de fluorescencia en sistemas nativo y en sistemas modelo y estudios de dinámica molecular. RESULTADOS: Con la finalidad de caracterizar la interacción entre estos compuestos hidrofóbicos y el AChR se estudió la posible localización de sitios para esteroides y ácidos grasos libres en el microdominio del AChR en membranas de T. californica mediante estudios de transferencia de energía resonante (FRET) entre la fluorescencia intrínseca del AChR, como donante, y la sonda Laurdan (6-dodecanoil-2-(dimetilamino)nafataleno) como aceptor. Esteroides estructuralmente diferentes, y distintos AGL, producieron disminuciones similares en la eficiencia de FRET; además, estudios de competencia entre ellos indicarían la ocurrencia de sitios equivalentes para ambos tipos de moléculas. Estudios similares con a) AGLs producidos in situ mediante digestión controlada de los fosfolípidos de la membrana usando fosfolipasa A2, y b) membranas nativas sometidas a hidrólisis controlada con proteinasa K, sugieren que los sitios de interacción de esteroides y AGL con el AChR estarían a nivel transmembrana, en la interfase lípido-AChR. Para estudiar los posibles cambios conformacionales del AChR ocasionados por la presencia de moléculas exógenas en su entorno lipídico, se utilizó el colorante fluorescente Cristal Violeta (CrV), sonda que se localiza en el poro del canal iónico, en membranas de T. californica. Esta sonda tiene la ventaja de que permite identificar fácilmente distintos estados conformacionales del AChR ya que presenta muy alta afinidad por el estado desensibilizado del AChR (en presencia de agonista) comparado con su afinidad por el estado de reposo del AChR (ausencia de agonista). Observamos que en presencia de moléculas hidrofóbicas exógenas el AChR se estabiliza en un determinado estado conformacional dependiente de la molécula agregada. Con la finalidad de avanzar en la interpretación del mecanismo de modulación del AChR por compuestos hidrofóbicos exógenos se recurrió a estudios en sistemas modelo. Se reconstituyó el péptido sintético γM4, representante de uno de los segmentos transmembrana del AChR con mayor exposición a la membrana, en distintos sistemas lipídicos. Se midió en cada caso la posición transmembrana de su único triptofano (Trp) por utilización de fosfolípidos spin-marcados. Se observó que la posición del Trp en el interior de la bicapa es dependiente de su entorno lípidico, es decir, el péptido cambia su ángulo de torsión por adaptación a las características de la bicapa. En colaboración con el grupo del Dr. Jiang (China) se realizaron estudios de simulación por dinámica molecular del péptido γ-M4 modelado sólo o junto con el resto de los segmentos transmembrana de la subunidad (M1-M3), pudiéndose corroborar la flexibilidad del péptido γM4. Estos resultados indican que el péptido M4 sólo, o en compañía de otros segmentos transmembrana, sufre una adaptación conformacional a su entorno lipídico inmediato. CONCLUSION: La presencia de compuestos hidrofóbicos exógenos en la interfase lípido-AChR modificaría las características biofísicas de la membrana ocasionando una readapatación conformacional de los segmentos transmembrana del AChR más expuestos a los lípidos, lo que podría actuar como disparador de un cambio conformacional global del receptor, llevándolo a su inactivación.