A nehézvíz hatása Shaker K+-csatornák lassú inaktivációjára

Bevezetés: Ismert, hogy a feszültség kapuzott Shaker káliumcsatornák C-típusú inaktivációja során az inaktivált állapotot a megfelelő aminosav-oldalláncok között kialakuló kiterjedt hidrogénkötés-hálózat stabilizálja a szelektivitási szűrő mögötti régióban. További molekuláris dinamikai modellszámítások vízmolekulák jelenlétét is feltételezik ebben a régióban, amelyek hozzájárulhatnak a hidrogénkötés-hálózat kialakulásához.
Célkitűzés: Kísérleteimben szeretném bizonyítani ezen vízmolekulák jelenlétét és az inaktivált állapot stabilizálásában betöltött szerepét. Bizonyított, hogy az extracellulárisan alkalmazott nehézvíz lassítja a csatornák inaktivációját illetve az inaktivált állapotból történő visszatérését. Kísérleteim fő célja igazolni, hogy a nehézvíz nem a megnövekedett viszkozitása révén befolyásolja a csatornák inaktivációs kinetikáját, hanem a szelektivitási szűrő mögé bejutva. A viszkozitás csatornák kapuzására kifejtett hatását különböző összetételű glicerint illetve szacharózt tartalmazó oldatokkal teszteltem.
Anyag és módszer: Az elektrofiziológiai kísérleteket tsa_201 sejtekbe, kalcium-foszfát precipitációs módszerrel transzfektált, különböző sebességgel inaktiválódó Shaker mutáns káliumcsatornákon végeztem a patch-clamp technika feszültség-zár üzemmódjában, outside-out konfigurációban. A sejteket -120 mV-os tartófeszültség értéken tartottam, majd 2 másodperces +50 mV-ra depolarizáló impulzussal határoztam meg az inaktivációs időállandót kontroll körülmények között, majd ugyanazon a sejten glicerin illetve szacharóz jelenlétében. Az oldatokat gyorsperfúziós rendszerrel vezettem a kitépett patchre.
Eredmények: A glicerin/szacharóz expozíció hatására a csatornák teljes inaktivációja volt megfigyelhető. Továbbá a kísérletek eredményei azt mutatják, hogy 5 tömegszázalékos glicerint illetve 10 tömegszázalékos szacharózt tartalmazó oldatok hatására nem tapasztalható szignifikáns különbség az inaktiváció sebességében.
Következtetés: Az eredményeim alátámasztják hipotézisünket, amely szerint a vízmolekulák bediffundálnak a szelektivitási szűrő mögé, stabilizálva ezzel a csatornák inaktivált állapotát.