PIEZO1 (, від грецького "πίεση" (пієзі), що означає "тиск") – білок, який кодується однойменним геном, розташованим у людей на короткому плечі 16-ї хромосоми. Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 2 521 амінокислот, а молекулярна маса — 286 790.
Кодований геном білок за функцією належить до механочутливих іонних каналів. , що під час активації пропускає (пасивним транспортом) через себе йони Na, K, Ca та Mg, з переважанням Ca. Локалізований у клітинній мембрані, ендоплазматичному ретикулумі, клітинних відростках.
Історія відкриття В 2010-му році, Coste з співавторами помітили, що нокдаун продуктів гену FAM38A та FAM38B призвів до втрати чутливості до механічних подразнень у клітин нейробластоми лінії N2A. Так був відкритий механочутливий йонний канал Piezo1 та Piezo2.
FAM38A був знайдений в мембрані ендоплазматичного ретикулуму , однак таке розміщення білку не може свідчити про його механочутливість. Аби довести наявність цього білку в цитоплазматичній мембрані методом імуногістохімії одночасно зафарбували Piezo1 та TRPA1, про який відоме місце локалізації, та показали їх присутність на одному рівні .
Родина механочутливих йонних каналів Piezo Нещодавно відкрита родина механочутливих йонних каналів Piezo налічує 2 механорецептори, Piezo1 та Piezo2, що були відокремлені через наявність специфічної послідовності - CED-домену, який збігається в 2-х членах родини на 54%.
Будова білку
Piezo1 має 2535 амінокислот, позаклітинний домен - CED та 26 ТМ. Канал складається з 3-х мономерів з загальною масою в 1.2 МДа. Форма каналу нагадує "пропеллер" з трьома лопостями. Йонну пору закриває CED-домен, що розташований з 2210 по 2457 а.к., між двома останніми трансмембранними доменами. Він відповідає за закриту та відкриту конформацію каналу. Основу каналу формують 3 типи ТМ доменів: peripheral helix (PH), outer helix,(OH), inner helix (IH). Inner helix та outer helix формують йонну пору .
Ще однією специфічною частиною каналу є його "лопаті" - ділянки білку, що розташовані з зовнішнього боку мембрани і виступають над поверхнею біліпідного шару.
На сьогодні більшість дослідників Piezo1 вважають, що механочутливість відбувається безпосередньо завдяки "лопатям", що змінюють свою конформацію у випадку зміни положення мембрани .
Взаємодія з фармакологічними агентами До Piezo1 активується у відповідь на прикладання , який має агоністичні властивості до людського та мишиного каналу Piezo1. EC50 (для мишиного) - 17 μМоль/л, (для людського)- 26.6 μМоль/л . Відкривачі активатора дійшли висновку, що молекула стабілізує вікриту конформацію каналу, а не дестабілізує закриту.
Селективних блокаторів для каналу Piezo1 поки не відкрито. Робота каналу блокується рутенієвим червоним (Ruthenium red), йонами Гадолінію (Gd) , блокатором механочутливих йонних каналів - токсином GsMTx4 .
Експресія Piezo1 каналу в організмі Білок-канал знайдено в наступних тканинах організму
Мозок; Оптичний нерв; Клітини пародонтальної зв'язки; Легені; Ендотелій судин; Еритроцити; Хондроцити (в суглобах); Гладенькі міоцити; Уротелій.
Роль Piezo1 під час ембріогенезу
Було показано в лабораторії професора David J Beech , що видалення Piezo1 призводить до порушення ембріогенезу аж до загибелі плоду не пізніше стадії Е.16.5. Лінії мишей Piezo-/- гинули через порушення формування судинної системи організму. Подальше дослідження показало, що ендотеліоцити в делетованих мишах розташовані хаотично і не формували організованих судин.
Розвиток нервової тканини також пов'язаний з Piezo1. Було показано, що на напрямок росту аксонів окрім концентрації NGF та ряду хемоатрактантів впливає щільність тканини, крізь яку він рухається. Блокування механочутливості в клітинах-попередниках нервових клітин сприяє зниженню темпів розвитку нервової системи .
Література
Посилання
Див. також Piezo2 канал