Nature communications · 2026
Molecular mechanism of calcium inhibition in viral channelrhodopsins.
СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАНазвание и аннотация: Перевод в очереди
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…
Ошибки и ограничения
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.
Zabelskii Dmitrii, Bukhdruker Sergey, Lamm Gerrit H U, Bukhalovich Siarhei, Aoyama Mako, Sudarev Vsevolod, Kuzmin Alexander, Shibata Mikihiro, Kotayama Kota, Kandori Hideki, Wachtveitl Josef, Bamberg Ernst, Gordeliy Valentin
Аннотация
Viral channelrhodopsins (VCR1s) are giant-virus-encoded light-gated channels permeable to monovalent and divalent cations, including Na+ and Ca2+ ions, and inhibited by millimolar Ca2+ concentrations. Here, we combine X-ray crystallography, time-resolved UV-vis spectroscopy, and ATR-FTIR spectroscopy to investigate molecular mechanisms of ion permeation and Ca2+-dependent inhibition in OLPVR1. An atomic resolution structure of OLPVR1 obtained in the presence of 10 mM CaCl2 and 900 mM NaCl reveals a transient intracellular Ca2+ binding site near T87 and T88, close to the retinal cofactor. Upon photoactivation, this Ca2+ ion prevents a key rearrangement of the intracellular gate required for ion translocation, namely the flip of E44, thereby disrupting ion conduction. Instead, illumination leads to the accumulation of Na+ ions between E44, S208 and the carbonyl oxygen of retinal-binding residue K204. Our findings reveal the molecular basis of Ca2+-dependent inhibition in VCR1s and provide a foundation for engineering enhanced tools for calcium optogenetics.