Protein Surface Topography as a tool to enhance the selective activity of a potassium channel blocker.
Tk-hefu is an artificial peptide designed based on the ɑ-hairpinin scaffold, which selectively blocks voltage-gated potassium channels Kv1.3. Here we present its spatial structure resolved by NMR spectroscopy and analyze its interaction with channels using computer modeling. We apply Protein Surface Topography to suggest mutations and increase Tk-hefu affinity to Kv1.3 channel isoform. We redesign the functional surface of Tk-hefu to better match the respective surface of the channel pore vestibule. The resulting peptide Tk-hefu-2 retains Kv1.3 selectivity and displays ~20 times greater activity compared to Tk-hefu. We verify the mode of Tk-hefu-2 binding to the channel outer vestibule experimentally by site-directed mutagenesis. We argue that scaffold engineering aided by Protein Surface Topography represents a reliable tool for design and optimization of specific ion channel ligands.
Список научных проектов, где отмечена публикация
- CELSA/17/047. . Внебюджетное финансирование.
- GOA4919N. . Внебюджетное финансирование.
- GOC2319N. . Внебюджетное финансирование.
- PDM/19/164. . Внебюджетное финансирование.
- ЦКП ИБХ (6 Января 2019 года 31 Декабря 2022 года). . Внебюджетное финансирование.
- Физико-химические детерминанты селективного действия блокаторов калиевых каналов из яда скорпионов (1 Июля 2017 года 30 Июня 2019 года). . Грант, РНФ.