Mechanizmus aktivácie vápnikovej pumpy SERCA látkou CDN1163 – hypotéza a teoretická predikcia

Authors: Lea Kissová 1    Magdaléna Májeková 1   
1 Centrum experimentálne medicíny SAV Ústav experimentálnej farmakológie a toxikológie Slovenská akadémia vied Bratislava, Bratislava, Slovensko   
Year: 2021
Section: Cellular metabolism, physiology and pathophysiology, bioenergetics
Abstract No.: 2187
ISBN: ISBN 978-80-972360-7-6

Vápniková ATPáza zo sarkoplazmatického retikula patrí do skupiny ATPáz typu P, ktoré tvoria veľkú skupinu membránových proteínov. ATPázy typu P využívajú energiu z hydrolýzy ATP na prenos hlavne katiónov alebo fofolipidov cez bunkové membrány. SERCA zabezpečuje transport vápnika z cytosólu do lúmenu sarkoplazmatického retikula. SERCA má dve základné funkcie a to vyvolanie svalovej relaxácie znížením hladiny vápnika v cytosóle a zároveň udržiavanie zásoby vápnika sarkoplazmatického retikula nevyhnutného na svalovú kontrakciu.  Narušená funkcia SERCA bola pozorovaná pri mnohých chronických ochoreniach (diabetes, srdcovo-cievne ochorenia, neurodegeneratívne ochorenia a pod.). Látky schopné zvyšovať aktivitu SERCA sú preto potenciálne liečivá.

SERCA je zložená z 3 cytoplazmatických domén, a to z nukleotidovej- v ktorej dochádza k naviazaniu nukleotidov, z fosforylačnej v ktorej dochádza ku fosforylácii a z aktivátorovej domény, ktorá je sprostredkovateľom konformačných zmien v transmembránovej oblasti, ktoré sú potrebné pre naviazanie iónov vápnika. Ďalej obsahuje 10 transmembránových helixov, v ktorých sa nachádzajú miesta pre naviazanie 2 iónov vápnika, a malé luminálne slučky.

Syntetická látka CDN1163 bola získaná na základe virtuálneho skríningu databáz dostupných látok. Sú známe mnohé benefičné účinky tejto látky, i keď mechanizmus jej účinku na SERCA ešte nebol presne určený. Predpokladá sa, že pôsobí alosterickým mechanizmom.

Naším cieľom bolo zistiť pravdepodobné miesta naviazania CDN1163 na proteíne SERCA1a metódou molekulového modelovania. Zistili sme, že podľa teoretickej predikcie je možné naviazanie tejto látky v cytoplazmatickej časti ako aj na rozhraní cytoplazmatickej a transmembránovej časti. Tieto výsledky v ďalšom skúmaní overíme experimentálne.

Táto práca bola podporená projektami: APVV-15-0455 a VEGA 2/0127/18.