Structural bases for stoichiometry‐selective calcium potentiation of a neuronal nicotinic receptor

长时程增强 生物物理学 化学 钙通道 电压依赖性钙通道 烟碱乙酰胆碱受体 N型钙通道 蛋白质亚单位 生物化学 受体 T型钙通道 烟碱激动剂 生物 基因 有机化学
作者
Simone Mazzaferro,Guipeun Kang,Kathiresan Natarajan,Ryan Hibbs,Steven M. Sine
出处
期刊:British Journal of Pharmacology [Wiley]
卷期号:181 (13): 1973-1992 被引量:3
标识
DOI:10.1111/bph.16321
摘要

Background and Purpose α4β2 nicotinic acetylcholine (nACh) receptors assemble in two stoichiometric forms, one of which is potentiated by calcium. The sites of calcium binding that underpin potentiation are not known. Experimental Approach To identify calcium binding sites, we applied cryo‐electron microscopy (cryo‐EM) and molecular dynamics (MD) simulations to each stoichiometric form of the α4β2 nACh receptor in the presence of calcium ions. To test whether the identified calcium sites are linked to potentiation, we generated mutants of anionic residues at the sites, expressed wild type and mutant receptors in clonal mammalian fibroblasts, and recorded ACh‐elicited single‐channel currents with or without calcium. Key Results Both cryo‐EM and MD simulations show calcium bound to a site between the extracellular and transmembrane domains of each α4 subunit (ECD‐TMD site). Substituting alanine for anionic residues at the ECD‐TMD site abolishes stoichiometry‐selective calcium potentiation, as monitored by single‐channel patch clamp electrophysiology. Additionally, MD simulation reveals calcium association at subunit interfaces within the extracellular domain. Substituting alanine for anionic residues at the ECD sites reduces or abolishes stoichiometry‐selective calcium potentiation. Conclusions and Implications Stoichiometry‐selective calcium potentiation of the α4β2 nACh receptor is achieved by calcium association with topographically distinct sites framed by anionic residues within the α4 subunit and between the α4 and β2 subunits. Stoichiometry‐selective calcium potentiation could result from the greater number of calcium sites in the stoichiometric form with three rather than two α4 subunits. The results are relevant to modulation of signalling via α4β2 nACh receptors in physiological and pathophysiological conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
难过盼海完成签到,获得积分10
1秒前
善良雁桃完成签到 ,获得积分10
1秒前
111发布了新的文献求助10
1秒前
lindo完成签到 ,获得积分10
2秒前
赘婿应助Aurora采纳,获得10
2秒前
凛冬完成签到,获得积分10
2秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
2秒前
吴西西发布了新的文献求助10
2秒前
yongfeng完成签到,获得积分10
2秒前
滴滴发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
超级襄完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
wu完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
大个应助害羞香菇采纳,获得10
6秒前
7秒前
英俊的铭应助Moihan采纳,获得10
7秒前
7秒前
久久久久歌完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
Epoch发布了新的文献求助10
8秒前
LLL完成签到,获得积分10
9秒前
香蕉觅云应助sunny采纳,获得10
9秒前
pweijie306完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
酷波er应助欧阳思柔采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
linger发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
晴空完成签到,获得积分10
12秒前
朴素树叶发布了新的文献求助10
13秒前
jocelyn发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
科研通AI6.2应助黄海采纳,获得10
15秒前
勿忘9451发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6861195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8564716
关于积分的说明 18212597
捐赠科研通 6227295
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3047593
关于科研通互助平台的介绍 2047784
邀请新用户注册赠送积分活动 2025248