Intermolecular Interactions in the TMEM16A Dimer Controlling Channel Activity

TMEM16A e TMEM16B sono proteine di membrana con funzione di canali del cloruro attivati da calcio. Attraverso la generazione di canali chimerici, e in particolare, sostituendo la regione carbossi-terminale di TMEM16A con la regione equivalente di TMEM16B, sono stati ottenuti dei canali dotati di una maggiore attività. Il progressivo accorciamento della regione chimerica ha permesso di restringere il “dominio attivante” a una corta sequenza di 14 aminoacidi localizzata vicino all’ultimo dominio transmembrana e ha generato proteine-canale TMEM16A dotate di un’attività molto alta anche a concentrazioni basse di calcio intracellulare. Per chiarire il meccanismo molecolare alla base di questo effetto, sono stati eseguiti esperimenti basati sulla generazione di doppie chimere, Forster resonance Energy transfer e cross-linking intermolecolare. Inoltre, è stato generato un modello tridimensionale teorico di TMEM16A basato sulla struttura di una proteina TMEM16 del fungo Nectria haematococca. I risultati ottenuti indicano che l’aumentata attività nei canali chimerici è causata da un’alterazione dell’interazione tra il carbossi-terminale e la prima ansa intracellulare di TMEM16A. L’identificazione di piccole molecole farmacologiche in grado di mimare questa perturbazione potrebbe rappresentare la base di un approccio farmacologico volto a stimolare il trasporto ionico TMEM16A-dipendente. L’attivazione farmacologica di TMEM16A potrebbe essere utile per stimolare la secrezione epiteliale nelle vie aeree, un effetto potenzialmente benefico in patologie quali la fibrosi cistica e altre malattie ostruttive croniche dell’apparato respiratorio