Canais fechado nucleótidos cíclicos activada por hiperpolarização (HCN) são expressos no coração e no sistema nervoso central, onde eles desempenham um papel importante na regulação da excitabilidade da membrana 1. Canais HCN têm sido implicados na patogênese de Transtorno Depressivo Maior (MDD) 2, o que levou vários grupos a propor que a limitação HCN função de canal farmacologicamente pode ser eficaz como um novo tratamento para MDD 3. No entanto, visando directamente os canais HCN não é viável devido ao seu papel importante no potencial de ação cardíaco 4. A ivabradina, a única FDA aprovou antagonista do canal de HCN, é utilizado para o tratamento de insuficiência cardíaca para produzir um efeito bradicárdico 5. Como tal, existe uma necessidade de agentes farmacológicos que limitam a função do canal de HCN exclusivamente no sistema nervoso central.
Tetratricopeptide repetir contendo proteína interagindo Rab8b (TRIP8b) é uma especificidade do cérebroFIC sub-unidade auxiliar de canais HCN que controla a expressão de superfície e localização dos canais HCN 6,7. Nocaute genético de TRIP8b provoca uma redução de canais HCN cerebrais 7 sem afetar a expressão HCN no coração 8. Curiosamente, camundongos knockout TRIP8b gastar menos tempo imóveis na tarefa de natação forçada e suspensão pela cauda tarefa 7, dois testes de triagem comumente utilizados para eficácia antidepressiva 9-11. Estes resultados sugerem que, em vez de ter como alvo directamente canais HCN com uma pequena molécula antagonista da função do canal de HCN, rompendo a interacção entre TRIP8b e HCN pode ser suficiente para produzir um comportamento do tipo antidepressivo.
TRIP8b se liga a HCN em dois locais de ligação distintos. O domínio de ligação de nucleótido cíclico (CNBD) de HCN interage com um domínio conservado de terminal de TRIP8b localizado N para os domínios de TPR TRIP8b 12,13. Embora os resíduos da CNBD que estão envolvidos nesteinteração foram mapeados 14, a região de TRIP8b que está envolvido não foi reduzida além de um-80 amino fragmento de ácido 13. A segunda interação ocorre entre os domínios tetratricopeptide repeat (TPR) do TRIP8b eo tripeptide do terminal C do HCN ( 'SNL' em HCN1, HCN2 e HCN4, mas 'ANM' em HCN3) 3,12. A estrutura cristalina recentemente resolvido 15 desta interação cauda C revelou semelhança estrutural substancial para a interação entre o receptor de importação peroxisomal, peroxin 5 (PEX5), e sua interação parceiros, contendo tipo 1 sequências peroxisomais alvo (PTS1) 16.
Embora ambos os sítios de interacção são necessários para a função do canal de HCN, a interacção entre os domínios de TPR TRIP8b e do tripéptido C-terminal de HCN1 serve como o sítio de ligação dominante e regula a expressão de superfície de HCN. Portanto, esta interacção foi escolhida como o local segmentação neste estudo.Para o restante do manuscrito, quando é feita uma referência à interacção entre TRIP8b e HCN, é essa interação que está sendo referido. Esta interacção, se condensa por um fragmento altamente solúvel de TRIP8b correspondente ao seu terminal C conservada contendo os domínios TPR necessários para a ligação da cauda de terminal C de HCN (resíduos 241-602 da 1a-4 isoformas de TRIP8b) 3.
A fim de desenvolver uma tela de alto rendimento para identificar pequenas moléculas capazes de interromper esta interacção, uma polarização de fluorescência (FP) à base de ensaio foi aplicado 17. Polarização de fluorescência baseia-se na excitação de um ligando marcado com um fluororo com luz polarizada, e a medição do grau de polarização da fluorescência emitida 18. Na presença de um parceiro de ligação, o movimento de rotação do ligando fluorescente é restringida e luz polarizada é emitida 19. Na ausência de um parceiro de ligação, tele o movimento de rotação do ligando leva à emissão de luz despolarizada.
No protocolo em anexo, um método para a purificação de N-terminal etiquetado (6xHis) TRIP8b (241-602) usando ácido nitrilotriacético-níquel (Ni-NTA) grânulos é apresentada. Um protocolo semelhante foi utilizado para purificar a glutationa-S-transferase (GST) tagged terminal C de 40 aminoácidos de HCN1 (C40 HCN1) utilizado no passo 7 do protocolo. Para considerações de espaço, uma descrição detalhada do procedimento que foi omitido.
Nas etapas 2 a 7 do protocolo, um fluxo de trabalho rastreio de alto rendimento é apresentado (ver Figura 1). Interações proteína-proteína são um alvo notoriamente difícil para triagem de alto rendimento e os leitores são aconselhados a procurar recursos adicionais sobre o tema 20.
As etapas 2 e 3 do procedimento caracterizar a afinidade in vitro do TRIP8b purificado (241-602) construir fora isotiocianato de fluoresceína (FITC) tagged onze péptido de aminoácido correspondente à cauda de C terminal de HCN1 (HCN1 FITC). Com base na estrutura de cristal do complexo de HCN TRIP8b-15, este segmento de ácido onze amino é suficiente para produzir ligação com TRIP8b (241-602). No passo 2, a K d da interacção é medida por titulação TRIP8b (241-602) para uma concentração fixa de HCN1 FITC. No passo 3, uma versão não marcado do péptido HCN utilizado no passo 2 é titulada para uma concentração fixa de ambos TRIP8b (241-602) e HCN1 FITC para examinar se a etiqueta FITC interfere com a ligação. Estas experiências são essenciais para a selecção das concentrações adequadas de TRIP8b (241-602) e HCN1 FITC utilizados na tela de alto rendimento.
A premissa de tela de alto rendimento que é uma molécula pequena capaz de impedir a interacção entre TRIP8b (241-602) e HCN1 FITC irá produzir um DECRease em luz polarizada. No passo 4, o factor de Z do ensaio é calculado 21 para uma dada concentração de TRIP8b (241-602) e HCN1 FITC para assegurar que o ensaio é adequado para rastreio de alta (passo 5). Passos 6 e 7 são ensaios de validação para confirmar que os sucessos identificados no ecrã rendimento primário alta estão agindo por perturbar a interação entre TRIP8b (241-602) e HCN1 FITC em vez de através de um mecanismo não específico. No passo 6, carboxitetrametilrodamina (TAMRA) marcado com HCN1 péptido (HCN1 TAMRA) é utilizado num ensaio de polarização de fluorescência de outra forma idêntico ao filtrar os compostos fluorescentes que comprometem o ensaio de FP utilizando a marcação com FITC. Passo 7 utiliza um maior fragmento do terminal HCN1 C (HCN1 C40) e emprega um ensaio de proximidade baseado em talão, que se baseia no "encapsulamento" de um oxigénio singuleto a partir de um cordão de dador para um grânulo aceitador trazida para perto uma da outra por proteínas que interagem 22.