Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59321
Title: โมเดลเชิงโครงสร้างของโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้าของช่องโซเดียมในแบคมีเรียโดยอาศัยข้อมูลจากเทคนิคอีพีอาร์และการติดสปินที่ตำแหน่งจำเพาะต่างๆ บนโปรตีน : รายงานวิจัย
Other Titles: Structure models of voltage sensor domain of bacterial Na channel using accessibility data derived from EPR and site-directed spin labeling techniques
Authors: พรเทพ สมพรพิสุทธิ์
ปทุมวดี อินทรเทพ
สุดา ซากราพานี
รูซ์, เบนนัว
เปโรโซ, เอดูอาร์โด
Email: Pornthep.S@Chula.ac.th
ไม่มีข้อมูล
ไม่มีข้อมูล
ไม่มีข้อมูล
ไม่มีข้อมูล
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Subjects: ระบบประสาท
เซลล์ประสาท
โซเดียมแชนแนล
Issue Date: 2554
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: กระบวนการการส่งสัญญาณเชิงกระแสไฟฟ้าของระบบประสาทหรือการตอบสนองสิ่งเร้าอาศัยการเปิดและปิดโพรงของโซเดียมและโพแทสเซียมแชนแนลซึ่งเป็นเมมเบรนโปรตีนเพื่อลำเลียงไอออนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ การลำเลียงไอออนด้วยโซเดียมแชนแนลชนิดทำงานตามความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันระหว่างท่อนทรานสเมมเบรนในโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้ากับในโดเมนโพรง รายงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่าโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้าที่แยกอิสระสามารถทำงานได้โดยไม่มีส่วนของโดเมนโพรง และยังพบในโปรตีนอื่นๆ อีกที่ไม่ใช่ไอออนแชนแนล การศึกษาพื้นฐานทางโครงสร้างของโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้ากลายเป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความสนใจกันอย่างกว้างขวาง และที่สำคัญยังไม่มีรายงานโครงสร้างสามมิติของโซเดียมแชนแนลใดๆ เลย ในงานวิจัยนี้อาศัยกระบวนการออกแบบเชิงโมเลกุลและวิธี PaDSAR (Pseudoatom Driven Solvent Accessibility Refinement) เพื่อสร้างโมเดลเชิงโครงสร้างของโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้าของช่องโซเดียมใน Bacillus halodurans โดยอาศัยข้อมูลทางโครงสร้างที่วัดด้วยเทคนิคอิเล็กตรอนพาราแมกเนติกส์เรโซแนนซ์และการติดสปินที่ตำแหน่งต่างๆบนโซเดียมแชนแนลจำนวน 118 ตำแหน่ง ผลการเปรียบเทียบโครงสร้างที่ได้กับโครงสร้างรังสีเอ็กซ์ของโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้าของ KvAP และ Kv1.2-2.1 chimera แสดงให้เห็นความคล้ายคลึงทางโครงสร้างเทอร์เชียรี และอธิบายถึงสมบัติขั้นพื้นฐานของการทำงานที่อนุรักษ์ไว้ในโปรตีนตระกูลโซเดียมและโพแทสเซียมแชนแนล ข้อมูลทางพลวัติเชิงโมเลกุลพบว่าภายในโดเมนรับรู้ทางศักย์ไฟฟ้ามีร่องทางที่โมเลกุลน้ำสามารถเข้าไปได้ และพบพันธะไฮโดรเจนระหว่าง D60-R119 ซึ่งสอดคล้องเป็นอย่างดีกับผลการทดลองที่ระบุว่าโครงสร้างดังกล่าวเป็นโซเดียมแชนแนลที่อยู่ในสภาวะแอคติเวชัน
Other Abstract: The transmission of electric signal in neurons or signal transduction in response to external stimuli require the open and closed of the conducting pore of sodium (Na+) and potassium (K+) channels, which are membrane proteins responsible for permeating ion across cell membrane. Ion permeation through voltage-gated Na+ channels relies on the functional coupling between transmembrane segments in the voltage-sensor domain (VSD) and the pore domain (PD). It has been found that the isolated-VSD is structural independence and maintains function without PD. Moreover, VSDs are also discovered in non-ion channel proteins. The study of VSDs structural principles has become an intense research interest. Importantly, the three-dimension structure of Na+ channels is not yet solved. In this study, molecular modeling and the PaDSAR approaches are employed to develop a structural model of a Na+ channel from Bacillus halodurans (NaChBac) based on 118 structural data obtained from site-directed spin labeling and electron paramagnetic resonance techniques. Structure comparison of the obtained model revealed the tertiary fold of the NaChBac-VSD is similar to the x-ray structure of VSD in KvAP and Kv1.2-2.1 chimera. The model demonstrates that K+ and Na+ channels conserved the basic functional properties of VSD. The molecular dynamics results showed that the sensor domain forms a water crevice and hydrogen bonding between D60-R119. This is in good agreement with experimental data indicating the channel is in activated state.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59321
Type: Technical Report
Appears in Collections:Sci - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Pornthep So_Res_2554.pdf834.46 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.