Modulation of the ankyrin TRPA1 receptor by divalent cations

TRPA1 je jediným zástupcem ankyrinové podrodiny TRP (transient receptor potential) iontových kanálů. Tento iontový kanál je převážně exprimován na senzorických neuronech, v srdci, mozku a plicních fibroblastech, kde může být aktivován podněty různých senzorických modalit, včetně širokého spektra dráždivých nebo pálivých látek, které potenciálně ohrožují živý organismus: isothiokyanáty, akrolein, cinnamal a jeho deriváty, nikotin a různé produkty oxidativního stresu. Kromě těchto chemických látek může být TRPA1 kanál také aktivován a současně inaktivován nitrobuněčnými vápenatými ionty. Přesné mechanizmy těchto regulačních dějů jsou však zatím neobjasněné. TRPA1 je neselektivním iontovým kanálem, který je propustný pro vápenaté ionty, ale odhady relativní propustnosti získané v různých laboratořích se velmi liší (od 0,84 do 7,9), tyto hodnoty navíc silně závisejí na délce a způsobu aktivace iontového kanálu. Ukazuje se, že míra modulace TRPA1 kanálu dvojmocnými kationty je závislá na typu a celkovém množství procházejících iontů, jež dynamicky modulují jeho aktivitu. Výsledková část předložené diplomové práce přináší nové poznatky týkající se účinku vápenatých iontů, jejichž zvýšená koncentrace v extracelulárním prostředí přechodně zvyšuje a poté následně inhibuje aktivitu TRPA1 receptoru vyvolanou...TRPA1 is the only mammalian member of the ankyrin type subfamily of transient receptor potential (TRP) ion channels. This channel is widely expressed in many cell types and tissues, including sensory neurones, heart, brain, and lung, where it detects stimuli of different sensory modalities, including a broad spectrum of potentially harmful irritants and pungent compounds, such as isothiocyanates, thiosulfinates, acrolein, cinnamaldehyde derivatives, eugenol, nicotine, as well as multiple products of oxidative stress. In addition to these chemicals, TRPA1 channel can be also activated and, concurrently, inhibited by intracellular calcium, however, the exact mechanisms of this regulation are still unclear. TRPA1 is a nonselective cation channel, permeable for calcium ions, however, relative scattered data on TRPA1 channel selectivity provide divergent estimates ranging from 0,84 to 7,9; in addition, these values strongly depend on the activation mode of the channel. It appears that the extent to which calcium ions dynamically modulate TRPA1 depends on the total amount of cations permeating the ion channel pore. This diploma thesis contributes to the understanding of this topic by (i) investigating the effects of extracellular calcium ions on chemically and voltage- induced activity of human TRPA1...Katedra biochemieDepartment of BiochemistryPřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc