Forskere afslører, hvordan sensorisk protein ændrer form med nanometeropløsning

Ved hjælp af banebrydende kryo-elektronmikroskopi har forskere fanget de dynamiske strukturelle ændringer af et nøglesensorisk protein, hvilket giver ny indsigt i, hvordan det detekterer og transmitterer signaler. Dette gennembrud har betydning for forståelsen af ​​sensoriske processer og design af fremtidige terapier.

Det pågældende protein, kendt som den transiente receptorpotentiale melastatin 8 (TRPM8) kanal, spiller en afgørende rolle i vores opfattelse af kolde temperaturer og fornemmelser som afkølende menthol. Placeret i sensoriske neuroner fungerer TRPM8 som et molekylært termometer, der reagerer på specifikke temperaturændringer og udløser fysiologiske reaktioner.

Med præcision på atomniveau var forskerne i stand til at visualisere, hvordan TRPM8 gennemgår strukturelle omlejringer, når de udsættes for forskellige temperaturer. De observerede en kaskade af konformationelle ændringer, startende fra proteinets ekstracellulære domæne og udbredte gennem den transmembrane region til den intracellulære region.

Disse ændringer er som dominobrikker, der falder i rækkefølge, hvilket fører til åbning af en pore i TRPM8, som tillader ioner at strømme igennem og generere elektriske signaler. Dette overfører til gengæld kuldefornemmelsen til hjernen.

At forstå de præcise molekylære mekanismer for TRPM8's aktivering er afgørende for udvikling af målrettede terapier. For eksempel kan manipulation af proteinets struktur eller funktion føre til nye smertestillende midler eller behandlinger for tilstande relateret til temperaturopfattelse.

Desuden viser forskerholdets tilgang styrken af ​​kryo-elektronmikroskopi til at studere dynamiske proteinstrukturer og funktioner på nanoskala. Denne teknik, kombineret med beregningsmetoder, åbner nye veje til at udforske tidligere utilgængelige cellulære processer.

Ved at optrevle TRPM8's indviklede strukturelle dynamik har forskere opnået en dybere forståelse af temperaturføling på molekylært niveau. Denne viden lægger grundlaget for fremtidige fremskridt inden for farmakologi og vores forståelse af sensorisk biologi.