PIEZO1

PIEZO1 (англ. Piezo type mechanosensitive ion channel component 1, від грецького "πίεση" (пієзі), що означає "тиск") – білок, який кодується однойменним геном , розташованим у людей на короткому плечі 16-ї хромосоми. ^[4] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 2 521 амінокислот, а молекулярна маса — 286 790^[5].

Кодований геном білок за функцією належить до механочутливих іонних каналів. , що під час активації пропускає (пасивним транспортом) через себе йони Na, K, Ca та Mg, з переважанням Ca^[6]. Локалізований у клітинній мембрані, ендоплазматичному ретикулумі, клітинних відростках.

В 2010-му році, ^[7] Coste з співавторами помітили, що нокдаун продуктів гену FAM38A та FAM38B призвів до втрати чутливості до механічних подразнень у клітин нейробластоми лінії N2A. Так був відкритий механочутливий йонний канал Piezo1 та Piezo2.

FAM38A був знайдений в мембрані ендоплазматичного ретикулуму ^[8], однак таке розміщення білку не може свідчити про його механочутливість. Аби довести наявність цього білку в цитоплазматичній мембрані методом імуногістохімії одночасно зафарбували Piezo1 та TRPA1, про який відоме місце локалізації, та показали їх присутність на одному рівні ^[7].

Нещодавно відкрита родина механочутливих йонних каналів Piezo налічує 2 механорецептори, Piezo1 та Piezo2, що були відокремлені через наявність специфічної послідовності - CED-домену, який збігається в 2-х членах родини на 54%^[9].

Piezo1 має 2535 амінокислот, позаклітинний домен - CED та 26 ТМ. Канал складається з 3-х мономерів з загальною масою в 1.2 МДа. Форма каналу нагадує "пропеллер" з трьома лопостями. Йонну пору закриває CED-домен, що розташований з 2210 по 2457 а.к., між двома останніми трансмембранними доменами. Він відповідає за закриту та відкриту конформацію каналу. Основу каналу формують 3 типи ТМ доменів: peripheral helix (PH), outer helix,(OH), inner helix (IH). Inner helix та outer helix формують йонну пору ^[10].

Ще однією специфічною частиною каналу є його "лопаті" - ділянки білку, що розташовані з ззовнішнього боку мембрани і виступають над поверхнею біліпідного шару^[10].

На сьогодні більшість дослідників Piezo1 вважають, що механочутливість відбувається безпосередньо завдяки "лопатям", що змінюють свою конформацію у випадку зміни положення мембрани ^[11].

До Piezo1 активується у відповідь на прикладання Yoda1^[en], який має агоністичні властивості до людського та мишиного каналу Piezo1. EC50 (для мишиного) - 17 μМоль/л, (для людського)- 26.6 μМоль/л ^[12]. Відкривачі активатора дійшли висновку, що молекула стабілізує вікриту конформацію каналу, а не дестабілізує закриту.

Селективних блокаторів для каналу Piezo1 поки не відкрито. Робота каналу блокується рутенієвим червоним (Ruthenium red), йонами Гадолінію (Gd) ^[7], блокатором механочутливих йонних каналів - токсином GsMTx4 ^[13].

Білок-канал знайдено в наступних тканинах організму ^[9]

• Мозок;
• Оптичний нерв;
• Клітини пародонтальної зв'язки;
• Легені;
• Ендотелій судин;
• Еритроцити;
• Хондроцити (в суглобах);
• Гладенькі міоцити;
• Уротелій.

Було показано в лабораторії професора David J Beech ^[14], що видалення Piezo1 призводить до порушення ембріогенезу аж до загибелі плоду не пізніше стадії Е.16.5. Лінії мишей Piezo-/- гинули через порушення формування судинної системи організму. Подальше дослідження показало, що ендотеліоцити в делетованих мишах розташовані хаотично і не формували організованих судин.

Розвиток нервової тканини також пов'язаний з Piezo1. Було показано, що на напрямок росту аксонів окрім концентрації NGF та ряду хемоатрактантів впливає щільність тканини, крізь яку він рухається. Блокування механочутливості в клітинах-попередниках нервових клітин сприяє зниженню темпів розвитку нервової системи ^[15].

• Piezo2 канал