Tesis doctoral de Marlet Themis Martínez Archundia
Los receptors muscarínicos de acetilcolina juegan un paperl vital en la regulación de muchos procesos fisiológicos. Cinco diferentes subtipos han sido identificados m1-m5. En esta tesis nos enfocamos en el receptor m3, involucrado en la modulacion de la liberación de neurotransmisor, homeóstasis de la temperatura, inducción de la contracción del músculo liso, secresión glandular, relajación indirecta del músculo vascular liso y en la meiosis del sistema nervioso periférico. nuestro modelo del receptor muscarínico m3 ha sido construído por homología basado en la estructura cristalina de alta resolución de la rodopsina bovina. El modelo es compatible con la información experimental disponible (mutagénesis dirigida) y representa la forma inactiva del receptor. Dicho modelo fue refinado a través de simulaciones de dinámica molecular para analizar el efecto del ligando dentro de la cavidad de unión del receptor, además del efecto de la composición de la membrana lipídica sobre la estructura de la proteína. Por consiguiente, cuatro trajectorias de 50ns han sido realizadas para obtener información conformacional del receptor. En el análisis estructural del receptor muscarínico m3 pudimos percatarnos de que la bicapa lipídica popc/pops proporciona más estabilidad a la estructura del mismo, especialmente en el caso del tercer búcle intracelular, donde las cargas positivas localizadas en ésta área interactúan con los oxígenos de las moléculas de los lípidos pops. en relación a los resultados de las interacciones entre residuos de distinta cadenas laterales de la proteína, parece que ciertos residuos localizados en las terminaciones de la tercera y sexta hélice citoplásmica respectivamente (posiciones: 3.49, 3.50, 3.51, 6.30 y 6.34 en la familia de gpcrs) juegan un papel relevante en el mecanismo de activación del receptor muscarínico. En lo que se refiere a nuestros resultados de interacciones lípido-proteína y a algunos otros realizados previamente en modelos de rodopsina, sugerimos que existen residuos específicos en la familia de gpcrs (posiciones: 1.30, 1.64, 2.63, 3.51 y 4.41) que son responsables de ¿anclar¿ la proteína de membrana en la bicapa lipídica (ejemplo rodopsina y receptor muscarínico m3). así mismo, también encontramos, de acuerdo con estudios de modelización molecular y mutagénesis para receptores muscarínicos, que el segundo búcle extracelular muestra cierta flexibilidad a pesar de la presencia del puente disulfuro, el cual se encuentra entre este loop y la tercera hélice transmembranal. Este hecho fue claramente observado en los cálculos de ángulos dihedros, donde este búcle mostró más flexibilidad en comparación a los otros búcles extracelulares (búcles extracelulares 1 y 3). siendo el receptor m2, el subtipo más propenso a la modulación alostérica (ejem. Galamina y alcuronio), y particularmente su segundo búcle extracelular, el cual cuando es transferido al receptor m3 aumenta sustancialmente la afinidad por este tipo de compuestos, decidimos mutar algunos de los residuos localizados en éste bucle extracelular por los correspondientes del subtipo m2 (y209f, k213v y e228n) para así poder definir su papel potencial en la unión de moduladores alostéricos (galamina o estrichnina). Dichos mutantes fueron analizados por ensayos de unión radioactivos ¿radioligand binding assays¿, sin embargo no se encontraron cambios significativos en ninguno de estos, en comparación con el del receptor m3, por lo cual podemos decir que dichos residuos no están implicados críticamente en la unión de galamia o estrichnina.
Datos académicos de la tesis doctoral «Study of the m3 muscarinic acetylcholine receptor by molecular dynamics simulations and site-directed mutagenesis«
- Título de la tesis: Study of the m3 muscarinic acetylcholine receptor by molecular dynamics simulations and site-directed mutagenesis
- Autor: Marlet Themis Martínez Archundia
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 14/04/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Pere Garriga Solé
- Tribunal
- Presidente del tribunal: leonardo Pardo carrasco
- ibón Alkorta osoro (vocal)
- francesc Sepulcre sánchez (vocal)
- néstor Gómez trias (vocal)