VEGA 2/0148/14

Vzťahy medzi štruktúrou a funkciou ryanodínového receptora

Vedúci projektu: Alexandra Zahradníková

Trvanie: január 2014 – december 2016
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava

Anotácia:

Pre správnu funkciu myokardu je nevyhnutná správna funkcia ryanodínových receptorov, ktorá zabezpečuje jednak vápnikovú homeostázu reguláciou diastolického uvoľňovania vápnika, jednak dostatočnú kontrakciu reguláciou vápnikom indukovaného uvoľňovania vápnika počas systoly. Pri civilizačných srdcových ochoreniach alebo niektorých geneticky podmienených arytmiách dochádza k poruchám funkcie RyR v dôsledku zmien fosforylácie, redox stavu, alebo mutácií RyR, čo vedie k poruchám kontrakcie a k zvýšenému uvoľnovaniu vápnika počas diastoly. Vzťahy medzi štruktúrou a funkciou RyR z hľadiska mechanizmov regulácie aktivity RyR nie sú doposiaľ dostatočne objasnené. V tomto projekte sa zameriame na hlbšie pochopenie modulácie aktivity RyR na úrovni jednotlivých RyR kanálov, diadických komplexov kanálov a izolovaných srdcových svalových buniek. Výstupom projektu bude lepšie pochopenie riadiacich mechanizmov RyR počas systoly aj diastoly.

Kľúčové slová:

vápniková homeostáza, vápniková signalizácia, ryanodínový receptor, patch clamp, konfokálna mikroskopia, planárne lipidické dvojvrstvy, matematické modelovanie, bioinformatika

Ciele:

Celkovým cieľom projektu je charakterizovať mechanizmy regulácie aktivity RyR počas systoly a diastoly a dôsledky ich porúch pri srdcových ochoreniach. Na dosiahnutie tohto cieľa sme si vytýčili nasledovné špecifické ciele:

Získať kvantitatívne údaje o regulácii aktivity ryanodínového receptora za pokojových podmienok a pri prahovej a maximálnej stimulácii in vitro a in situ.
S pomocou moderných bioinformatických metód vytvoriť molekulárny model štruktúry RyR kanála.
Interpretáciou výsledkov určiť dôsledky porúch interakcie RyR s prirodzenými regulátormi na diastolickú a systolickú aktivitu RyR a následne na vápnikovú homeostázu srdcového myocytu.

Publikácie:

	Faltinova A, Tomaskova N, Antalik M, Sevcik J, Zahradnikova A (2017). The N-terminal region of the ryanodine receptor affects channel activation. Front Physiol 8: 443.
	Petrovic P, Valent I, Cocherova E, Pavelkova J, Zahradnikova A (2015): Ryanodine receptor gating controls generation of diastolic calcium waves in cardiac myocytes. J Gen Physiol 145: 489-511.
	Borko L, Bauerova-Hlinkova V, Hostinova E, Gasparik J, Beck K, Lai FA, Zahradnikova A, Sevcik J (2014): Structural insights into the human RyR2 N-terminal region involved in cardiac arrhythmias. Acta Cryst D70: 2897–2912.