Потенциал-зависимые калиевые Kv1-каналы, содержащие α-субъединицы Kv1.1, широко представлены в центральном и периферических отделах нервной системы. Они являются важными регуляторами возбудимости нейронов. Kv1.1 может образовывать гомотетрамерный канал, но по опубликованным данным в клетках нервной системы доминируют Kv1-каналы, представляющие собой гетеротетрамерные комплексы α-субъединиц Kv1.1 с α-субъединицами близкородственных Kv1-каналов (в первую очередь, канала Kv1.2). Гетеротетрамеры Kv1.1-Kv1.2 по сравнению с гомотетрамерными каналами обладают измененными параметрами электрической активности, внутриклеточного транспорта и выноса в плазматическую мембрану. Мутации гена KCNA1, кодирующего Kv1.1, вызывают эпизодическую атаксию 1-го типа (EA1) ‒ аутосомно-доминантное заболевание, характеризующееся атаксией и миокимией, а в ряде случаев наличием судорожной активности. Некоторые мутации гена KCNA1 вызывают собственно эпилепсию и эпилептическую энцефалопатию. Свойства каналов, содержащих α-субъединицы Kv1.1 с такими мутациями (Kv1.1m) требуют детального изучения. Для установления функциональной роли этих генетических нарушений в патогенезе неврологических заболеваний необходимо исследование изменений активности как гомотетрамерных, так и гетеротетрамерных каналов, содержащих субъединицы Kv1.1m. Целью настоящего проекта является изучение в клетках млекопитающих свойств сконструированных методами биоинженерии гетеротетрамерных каналов Kv1.1m-Kv1.2, содержащих молекулярно-генетические маркеры эпилепсии. Для изучения выбраны мутации T226R и A261T, вызывающие эпизодическую атаксию 1-го типа с судорожным синдромом, и мутация P405S, вызывающая эпилепсию и эпилептическую энцефалопатию. Задачи проекта будут решаться на основе нового подхода, основанного на дизайне и экспрессии в клетках нейробластомы Neuro-2a флуоресцентно-меченых гетеротетрамерных каналов Kv1.1m-Kv1.2 человека. Будут исследованы факторы, определяющие патологическую активность мутантных каналов. Изменения электрической активности мутантных каналов будут изучены методом локальной фиксации потенциала. Влияние патогенных мутаций на способность α-субъединиц Kv1.1m образовывать гетеротетрамеры с α-субъединицами Kv1.2 будет исследовано методами FRET и аналитической конфокальной микроскопии. Изменение способности различных форм каналов с мутациями к встраиванию в клеточную мембрану будет изучено с помощью разработанных нами высокоаффинных флуоресцентно-меченых пептидных блокаторов гетеротетрамерных каналов Kv1.1-Kv1.2. Результаты выполнения проекта улучшат понимание молекулярных механизмов развития эпилепсии, будут способствовать совершенствованию диагностики и прогнозов развития заболевания, выработке индивидуальных терапевтических подходов к лечению с учетом данных генетического анализа. Исследования заложат основы создания клеточных систем для изучения возможности медикаментозной коррекции активности Kv1-каналов при патологических состояниях нервной системы и направленного дизайна новых лекарств, исправляющих нарушения, вызванные мутациями в Kv1.1.