Ação do ligante endocanabinóide anandamida em canais iônicos: efeitos no acoplamento hidrofóbico membrana/proteína
Nenhuma Miniatura disponível
Data
2014-05-28
Autores
Medeiros, Djalma [UNIFESP]
Orientadores
Miranda Filho, Manoel de Arcisio Miranda Filho [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Endocannabinoids ligands are endogenous biomolecules with amphiphilic character which primarily act, in a specific manner, through activation of CBl and CB2 membrane receptors distributed throughout the nervous system. Endocannabinoids also produce effects on neurons in a nonspecific manner modulating membrane ion channels. Amphiphilic molecules can reversibly alter the elastic modulus of the membrane in the region of insertion of the channel. A plausible mechanism for the nonspecific action of endocannabinoids in ion channel is the modulation of the membrane/protein hydrophobic coupling by varying e1astic parameters of the membrane. Planar lipid bilayers are an excellent experimental model to test this hypothesis because mimic essential physicochemical aspects to biomembranes, and gramicidin, whose ~ -he1ices dimerize to form achanne1, it is a great molecular sensor. This work characterized, through e1ectrical measurenients of capacitance and conductance, the ion channe1 activity of gramicidin under the modulatory effect of the endocannabinoid anandamide (AEA) partitioned in membranes composed of DOPC and DPhPC. In both phospholipid species, the endocannabinoid does not change the capacitance of the membrane or the amplitude of the current through the single channel, but produces increase in the frequency of occurrence and the average lifetime of the open state of the channels. The analysis corroborates the hypothesis that AEA exerts a local action without specific binding to the protein, by altering the elastic properties of the bilayer surrounding the channel, thereby modulating the hydrophobic coupling membrane/protein and thus determines its effects on the operation of the ion channel. The study provides a good understanding of the mechanism of the membrane/protein hydrophobic coupling, resulting from that a picture of the modulating activity of cannabinoid ligands on ion channe1s that may contribute to the development of pharmaceutical drugs and understanding of neurophysiological fundamentals processes.
Ligantes endocanabinóides são biomoléculas endógenas com caráter anfifílico que agem primariamente, de maneira específica, por meio da ativação dos receptores de membrana CBl e CB2 distribuídos pelo sistema nervoso. Endocanabinóides também produzem efeitos em neurônios de maneira não específica modulando os canais iônicos de membrana. Moléculas anfifílicas podem alterar reversivelmente os módulos elásticos da membrana na região de inserção do canal. Um mecanismo plausível para a ação não específica de endocanabinóides em canais iônicos é a modulação do acoplamento hidrofóbico membrana/proteína pela variação dos parâmetros elásticos da membrana. Bicamadas lipídicas planas são um excelente modelo experimental para testar tal hipótese, pois mimetizam aspectos físico-químicos essenciais às biomembranas, e gramicidina, cujas ~-hélices dimerizam-se para formar um canal, é um ótimo sensor molecular. Esse trabalho caracterizou, por meio de medições elétricas de capacitância e de condutância, a atividade do canal iônico de gramicidina sob o efeito modulatório do endocanabinóide anandamida (AEA) particionado em membranas compostas por DOPC e DPhPC. Em ambas as espécies fosfolipídicas, o endocanabinóide não altera a capacitância da membrana nem a amplitude da corrente através do canal unitário, mas produz aumento na frequência de aparecimento e no tempo de vida médio do estado aberto dos canais. A análise dos resultados corrobora a hipótese que o AEA exerce uma ação local sem ligação específica à proteína, por meio da alteração das propriedades elásticas da bicamada no entorno do canal, dessa forma' modulando o acoplamento hidrofóbico membrana/proteína e determinando, assim, seus efeitos sobre o funcionamento do canal íônico. O estudo fornece um bom entendimento do mecanismo de acoplamento hidrofóbico membrana/proteína, resultando daí um quadro da atividade moduladora de ligantes endocanabinóides em canais iônicos que pode contribuir para o desenvolvimento de fármacos e compreensão de processos neurofisiológicos fundamentais.
Ligantes endocanabinóides são biomoléculas endógenas com caráter anfifílico que agem primariamente, de maneira específica, por meio da ativação dos receptores de membrana CBl e CB2 distribuídos pelo sistema nervoso. Endocanabinóides também produzem efeitos em neurônios de maneira não específica modulando os canais iônicos de membrana. Moléculas anfifílicas podem alterar reversivelmente os módulos elásticos da membrana na região de inserção do canal. Um mecanismo plausível para a ação não específica de endocanabinóides em canais iônicos é a modulação do acoplamento hidrofóbico membrana/proteína pela variação dos parâmetros elásticos da membrana. Bicamadas lipídicas planas são um excelente modelo experimental para testar tal hipótese, pois mimetizam aspectos físico-químicos essenciais às biomembranas, e gramicidina, cujas ~-hélices dimerizam-se para formar um canal, é um ótimo sensor molecular. Esse trabalho caracterizou, por meio de medições elétricas de capacitância e de condutância, a atividade do canal iônico de gramicidina sob o efeito modulatório do endocanabinóide anandamida (AEA) particionado em membranas compostas por DOPC e DPhPC. Em ambas as espécies fosfolipídicas, o endocanabinóide não altera a capacitância da membrana nem a amplitude da corrente através do canal unitário, mas produz aumento na frequência de aparecimento e no tempo de vida médio do estado aberto dos canais. A análise dos resultados corrobora a hipótese que o AEA exerce uma ação local sem ligação específica à proteína, por meio da alteração das propriedades elásticas da bicamada no entorno do canal, dessa forma' modulando o acoplamento hidrofóbico membrana/proteína e determinando, assim, seus efeitos sobre o funcionamento do canal íônico. O estudo fornece um bom entendimento do mecanismo de acoplamento hidrofóbico membrana/proteína, resultando daí um quadro da atividade moduladora de ligantes endocanabinóides em canais iônicos que pode contribuir para o desenvolvimento de fármacos e compreensão de processos neurofisiológicos fundamentais.
Descrição
Citação
MEDEIROS, Djalma. Ação do ligante endocanabinóide anandamida em canais iônicos: efeitos no acoplamento hidrofóbico membrana/proteína. 2014. 109 f. Dissertação (Mestrado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2014.