m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
Biophysical journal · 2025

Напряжение и ингибиция 4-аминопиридина в канале Shaker Kv были выявлены с помощью модели закрытого состояния.

СтатьяПоддержка NIH: внешняя программаНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Pinto-Anwandter Bernardo I

Аннотация

Создание и распространение потенциала действий у нейронов зависит от скоординированной активации зависящих от напряжения каналов натрия и калия. Семейство Kv1 (Shaker) каналов калия движет фазой реполяризации потенциала действия, открывая и закрывая их пору, процесс, контролируемый доменом датчика напряжения. Однако молекулярное описание того, как домен датчика напряжения движет поровым газом, было ограничено из-за отсутствия закрытых структур. Здесь мы представляем структурную модель закрытого канала Shaker, которая показывает структурную основу подкачивания напряжения. Используя метод конформации на основе AlphaFold2, мы обнаружили частично активированное состояние датчика напряжения, которое при моделировании с полным каналом привело к закрытому состоянию. На основе этой модели мы показываем, что разрыв позвоночника водородной связи между соединением S4-S5 и S5 является важной частью пути активации. Исследования допинга выявили гидрофобную полость в закрытой поре, которая связывает 4-аминопиридин, ингибитор канала калия, используемый для усиления нервного токопроводения при множественном склерозе. Наши результаты показывают, как движение датчиков напряжения приводит к открытию пор и обеспечивает структурную основу для разработки новых терапевтических агентов, направленных против закрытого состояния. Мы ожидаем, что новые методы, используемые в этой работе, позволят охарактеризовать конформационную динамику в ионных каналах с привязкой к напряжению, что позволит разрабатывать лекарственные препараты с уделением особого внимания зависящей от государства модуляции ионовых каналов для лечения неврологических расстройств.
Оригинал публикации

Voltage gating and 4-aminopyridine inhibition in the Shaker Kv channel revealed by a closed-state model.

The generation and propagation of action potentials in neurons relies on the coordinated activation of voltage-dependent sodium and potassium channels. The Kv1 (Shaker) family of potassium channels drives the repolarization phase of the action potential by opening and closing their pore, a process controlled by a voltage sensor domain. However, a molecular description of how the voltage sensor domain drives pore gating has been constrained by a lack of closed-state structures. Here, we present a structural model of the closed Shaker channel that reveals the structural basis of voltage gating. Using AlphaFold2-based conformational sampling, we identified a partially activated state of the voltage sensor which, when modeled with the full channel, produced a closed state. Based on this model we demonstrate that breaking a backbone hydrogen bond between the S4-S5 linker and S5 helices is a critical part of the activation pathway. Docking studies revealed a hydrophobic cavity in the closed pore that binds 4-aminopyridine, a potassium channel inhibitor used to enhance nerve conduction in multiple sclerosis. Our results demonstrate how the voltage sensor movement drives pore opening and provide a structural framework for developing new therapeutic agents targeting the closed state. We anticipate that the novel methods used in this work will allow the characterization of conformational dynamics in voltage-gated ion channels, enabling drug design efforts focused on state-dependent modulation of ion channels for neurological disorders treatment.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты