Мутация S218L при семейной гемиплегической мигрени способствует снятию ингибирования каналов Ca(v)2.1 при их непосредственной регуляции G-белком

Семейная гемиплегическая мигрень 1-го типа (FHM-1) обусловлена мутациями в гене CACNA1A, кодирующем субъединицу Ca(v)2.1 потенциалзависимых кальциевых каналов. Несмотря на многочисленные исследования биофизических последствий этих мутаций для активности каналов, точный механизм развития фенотипа FHM-1 остаётся неясным. Предполагается, что причиной повышенной активности каналов может быть снижение порога их активации вследствие мутации. Однако гиперактивность может быть также связана с ослаблением тормозного пути, активируемого рецепторами, сопряжёнными с G-белком. Цель исследования — определить функциональные последствия мутации S218L при FHM-1 для непосредственной регуляции каналов Ca(v)2.1 G-белком. В клетках HEK 293 активация человеческих μ-опиоидных рецепторов препаратом DAMGO подавляла ток Ba(2+) через каналы Ca(v)2.1 дикого типа и мутантные каналы S218L на 55%. При этом мутация в 1,7–2,3 раза ускоряла снятие ингибирования тока после активации каналов — в зависимости от потенциала мембраны. Эти данные позволяют предположить, что мутация S218L не влияет на связывание G-белка с каналом в закрытом состоянии, но способствует его диссоциации от активированного канала, тем самым ослабляя тормозной путь, опосредованный G-белком. Сходные, но менее выраженные результаты получены для мутации R192Q при FHM-1; это согласуется с менее тяжёлым клиническим фенотипом у пациентов с данной мутацией. Таким образом, функциональные последствия мутаций при FHM-1, по-видимому, обусловлены изменениями как собственных биофизических свойств каналов Ca(v)2.1, так и основного тормозного пути, опосредованного G-белком. Полученные данные углубляют понимание молекулярных механизмов патофизиологии FHM-1.