A curcumina abre canais reguladores de condutância transmembrana da fibrose cística por um novo mecanismo que não requer ligação de ATP nem dimerização dos domínios de ligação de nucleotídeos

Os canais de cloreto do regulador da condutância transmembrana da fibrose cística (CFTR) são mediadores essenciais do transporte de sal através do epitélio. A abertura do canal normalmente requer a ligação de ATP a ambos os domínios de ligação de nucleotídeos (NBDs), provável dimerização dos dois NBDs e fosforilação do domínio R. Não se sabe como a fosforilação controla a passagem do canal. Mutações de perda de função no gene CFTR causam fibrose cística; assim, há um interesse considerável em compostos que melhoram a função CFTR mutante. Aqui, investigamos o mecanismo pelo qual o CFTR é ativado pela curcumina, um composto natural encontrado na cúrcuma. A curcumina abriu os canais CFTR por um novo mecanismo que não exigia ATP nem o segundo domínio de ligação de nucleotídeo (NBD2). Consequentemente, este composto ativou potentemente os canais mutantes de CF que são defeituosos para o modo dependente de ATP normal de gating (por exemplo, G551D e W1282X), incluindo canais que não possuem NBD2. A estimulação de mutantes de deleção NBD2 pela curcumina foi fortemente inibida pela ligação de ATP a NBD1, o que implica NBD1 como um local de ativação plausível. A ativação da curcumina tornou-se irreversível durante a exposição prolongada a este composto, após o que os canais ativados persistentemente foram bloqueados dinamicamente na ausência de qualquer agonista. Embora a ativação de CFTR por curcumina não exigisse ligação de ATP nem heterodimerização dos dois NBDs, era fortemente dependente da fosforilação de canal anterior pela proteína quinase A. A curcumina é uma sonda funcional útil de passagem de CFTR que abre canais mutantes contornando os requisitos normais para ligação de ATP e heterodimerização de NBD. A dependência da fosforilação da ativação da curcumina indica que o domínio R pode modular a abertura do canal sem afetar a ligação do ATP aos NBDs ou sua heterodimerização.