Модуляция функции потенциал-зависимых калиевых каналов: исследование методом молекулярной динамики.

Калиевые (K +) каналы, которые первоначально были определены как структуры, обеспечивающие поток ионов калия через мембрану нейронов, в настоящее время найдены практически во всех типах клеток высших организмов. Они принимают участие во множестве физиологических процессов, включающих распространение потенциала действия, возбудимость сердечной мышцы и секрецию гормонов. Дисфункция калиевых каналов может приводить к ряду патологий, среди которых нарушения сердечного ритма, глухота, эпилепсия, диабет и неправильное регулирование кровяного давления. В то же время калиевые каналы являются мишенью для различных агонистов и антагонистов, таких как токсины и анестетики. В связи с этим понимание их функционирования на молекулярном уровне является важной целью научных исследований, и впоследствии будет иметь непосредственное применение на практике. Целью настоящего исследования является изучение функционирования потенциал-зависимых калиевых каналов семейства Kv7. Эти каналы были найдены в клетках сердечной ткани (KV7.1) и в нейронах центральной и периферической нервных систем (KV7.2-KV7.5). Было показано, что мутации каналов Kv7 приводят к различным патологиям, среди которых синдром удлиненного интервала QT, нарушение ритма сердца, фибрилляция предсердий и как последствие внезапная смерть. Для исследования функционирования Kv каналов будут использованы методы моделирования по гомологии, полноатомной и крупнозернистой молекулярной динамики, докинга, различные методы расчета свободной энергии. В ходе проекта будет изучено влияние конкретных известных мутаций на структуру каналов. Также планируется изучить влияние коротких пептидов на функционирование каналов. Способность некоторых пептидов моделировать функции Kv7 каналов была показана экспериментально. Одной из основных целей проекта является усовершенствование структуры данных пептидов.