Análisis Estructural y Dinámico de la Interacción de la Tetrodotoxina con el Canal de Sodio NaV1.4 de Pleurodeles waltl

Renato A da Costa ¹ - Andrés E Brunetti ² - Martin Kaltenpoth ² - Santiago Di Lella ¹

1 Department of Biological Chemistry, Faculty of Exact and Natural Sciences, University of Buenos Aires.
2 Department of Insect Symbiosis Max Planck Institute for Chemical Ecology - Germany

Los canales de sodio dependientes de voltaje (NaV) son dianas cruciales en neurofarmacología. Este estudio detalla la interacción molecular de la Tetrodotoxina (TTX) con la isoforma NaV1.4 de la salamandra Pleurodeles waltl, empleando modelado molecular y simulaciones.
La estructura 3D de NaV1.4 se modeló con AlphaFold2. El acoplamiento molecular (docking) con TTX (programa Gnina) se centró en el filtro de selectividad (motivo DEKA). La conformación de mayor afinidad se sometió a simulaciones de Dinámica Molecular (DM) de 500 ns (software AMBER), comparando la forma apo (APO) y el complejo (Nativo+TTX).
El docking reveló que la TTX se posiciona en el poro, formando múltiples enlaces de hidrógeno con residuos clave: Asp384, Glu387, Lys1267 (del filtro DEKA), Arg782, Glu790, Thr1270, Gly1560 y Asp1563, lo que explica su alta afinidad.
Las simulaciones de DM mostraron que la TTX confiere mayor estabilidad estructural. La desviación cuadrática media (RMSD) fue menor en el complejo (7.18 ± 0.93 Å) frente a APO (9.96 ± 1.38 Å). La fluctuación cuadrática media (RMSF) de los residuos también se redujo (1.042 Å vs. 1.329 Å), indicando una restricción conformacional inducida por la toxina.
El análisis del poro (herramienta HOLE) demostró el bloqueo físico. El radio mínimo del poro en el complejo fue de solo 0.555 Å, significativamente menor que en el estado APO (1.791 Å) e inferior al radio iónico del sodio (~0.95 Å), lo que confirma la oclusión completa del conducto.
Los resultados validan el mecanismo de bloqueo físico del poro por la TTX, que actúa como un "tapón" molecular. Además, la toxina estabiliza termodinámicamente la conformación cerrada del canal, reduciendo su flexibilidad. Este doble efecto –ocupación y estabilización– detalla la base molecular de la potente acción de la TTX sobre el NaV1.4 de P. waltl, contribuyendo a comprender la relación estructura-función en estos canales iónicos.