Modulación alostérica del Receptor de Glicina por Resveratrol.

Abstract

El receptor de glicina (RGli) pertenece a la familia de canales iónicos pentaméricos activados por ligando (pLGIC). El complejo funcional corresponde al ensamblaje de 5 subunidades formando un poro central, permeable a iones cloruro y mediando las neurotransmisiones inhibitorias rápidas en el SNC. A la fecha se han identificado cuatro subunidades (1-4) y una subunidad β del RGli. La estructura del RGli presenta un dominio extracelular (ECD), 4 dominios transmembrana (TMD) y un dominio intracelular (ICD). Además, su estructura presenta sitios para la modulación alostérica tanto para sustancias exógenas como endógenas entre las cuales encontramos alcoholes, anestésicos generales, neuroesteroides y cannabinoides. Durante los últimos años nuevas moléculas de origen natural o sintético, como la gelsemina y el resveratrol han demostrado tener efectos moduladores sobre la función del RGli. El resveratrol es un fitopolifenol aislado de semillas y piel de uva, que presenta una amplia actividad biológica y un gran potencial clínico. Estudios recientes han evidenciado que el resveratrol inhibe la transmisión sináptica de neuronas del colículo inferior y de la corteza auditiva de ratas mediadas por RGli, pero no así la transmisión sináptica mediada por RGABAA. De igual manera se ha descrito que el resveratrol inhibe las corrientes glicinérgicas (IGli) en ovocitos de Xenopus laevis que expresan el RGli, sugiriendo que la acción antagónica producida por resveratrol inhibe la función del RGli por medio de un mecanismo alostérico que aún no ha sido descrito. Por este motivo, en este trabajo estudiamos a través de simulaciones de docking proteína-ligando, registros electrofisiológicos y mutaciones sitio dirigida in silico los posibles sitios de acción de resveratrol en el RGli, además de evaluar la especificidad de esta modulación en las subunidades 1, 2, 3, 1β y 2β del RGli. En la presente investigación se logró predecir que la molécula presenta un sitio de unión conservado en las tres subunidades alfa del receptor de glicina, y que, este se localiza en un sitio cercano al ortostérico de glicina. Por medio de electrofisiología se observó que resveratrol inhibe las corrientes glicinérgicas en las conformaciones homomérica y heteropentamérica sugiriendo que Resveratrol es un modulador inhibitorio no competitivo del receptor de glicina.

The glycine receptor (RGli) belongs to the family of pentameric ligand gated ion channels (pLGIC ). The functional complex corresponds to the assembly of 5 subunits forming a central pore, permeable to chloride ions and mediating fast inhibitory neurotransmissions in the CNS. To date, four subunits  1 4) and one β subunit of RGli have been identified. The structure of RGli has an extracellular domain (ECD), a transmembrane domain (TMD) consisting of 4 alpha helices and an intracellular domain (ICD). In addition, its structure presents sites for allosteric modulation for both exogenous and endogenous sub stances including alcohols, general anesthetics, neurosteroids and cannabinoids. During the last few years new molecules of natural or synthetic origin, such as gelsemine and resveratrol have been shown to have modulatory effects on RGli function. Resveratrol is a phytopolyphenol isolated from grape seeds and skin, which has a broad biological activity and a great clinical potential. Recent studies have shown that resveratrol inhibits RGli mediated synaptic transmission of neurons in the inferior co lliculus and auditory cortex of rats, but not RGABAA mediated synaptic transmission. Similarly, it has been described that resveratrol inhibits glycinergic currents (IGli) in Xenopus laevis oocytes expressing RGli, suggesting that the antagonistic action p roduced by resveratrol inhibits RGli function by means of an allosteric mechanism that has not yet been described. For this reason, in this work we studied through protein ligand docking simulations, electrophysiological recordings and in silico site direc ted mutations the possible sites of action of resveratrol on RGli, in addition to evaluating the specificity of this modulation on the subunits 1, 2, 3, 1β and 2β of RGli. In the present investigation we were able to predict that the molecule presents a conserved binding site in the three alpha subunits of the glycine receptor, and that it is located in a site close to the glycine orthosteric site. By means of electrophysiology it was observed that resveratrol inhibits glycinergic currents in the homomeric and heteropentameric conformations suggesting that Resveratrol is a non competitive inhibitory modulator of the glycine receptor.