GCN4 Enhances The Stability Of The Pore Domain Of Potassium Channel KcsA

GCN4 enhances the stability of the pore domain of potassium channel KcsA

Tác giả: Zhiguang Yuchi, Victor P. T. Pau and Daniel S. C. Yang

Lĩnh vực: Biochemistry and Biomedical Sciences, Faculty of Health Sciences, McMaster University, Hamilton, Canada

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này tập trung vào kênh kali KcsA từ Streptomyces lividans, kênh kali đầu tiên có cấu trúc tinh thể của miền xuyên màng. Các nghiên cứu sinh hóa và điện sinh lý trước đây đã chỉ ra vai trò thiết yếu của miền C-terminal trong việc cảm nhận pH và lắp ráp kênh in vivo. Nghiên cứu này đã thay thế miền C-terminal bằng một miền ghép nối nhân tạo GCN4-LI. Kết quả cho thấy KcsA bị suy giảm biểu hiện khi thiếu miền C-terminal, nhưng có thể được phục hồi bằng cách ghép nối với GCN4-LI. Cấu trúc thứ cấp và bậc bốn của kênh lai tương tự như kênh hoang dã. Khả năng chịu nhiệt của kênh lai tương tự như kênh hoang dã ở pH 8 nhưng không nhạy cảm với sự thay đổi pH, cho thấy bộ phận cảm nhận pH của KcsA nằm ở miền C-terminal. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng vai trò lắp ráp kênh của miền C-terminal có thể được thay thế bằng một motif tetramer không có nguồn gốc tự nhiên. Việc thay thế miền C-terminal bằng một cấu trúc tetramer đã biết có thể hỗ trợ biểu hiện của các kênh kali khác.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• The prokaryotic potassium channel from Streptomyces lividans, KcsA…
• Potassium channels selectively conduct potassium ions…
• KcsA is the first ion channel for which the transmembrane domain structure was determined…
• Abbreviations
• Fig. 1. Design of KcsA constructs.
• in gating relies on its interaction with His-25 at the N-terminus…
• To examine the role of the C-terminal domain of KcsA…
• Hence, the findings of the present study are in agreement…
• Results
• Expression of different KcsA constructs
• Fig. 2. Western blot analysis of KcsA constructs.
• KcsA 1-125 was significantly less than that of the wild-type…
• It was previously reported that residues 120-125 were crucial…
• Thermostabilities of KcsA constructs
• To evaluate and compare the thermostabilities of KcsA 1-160…
• At pH 8, the Tm of KcsA-GCN4 is higher than that of cdKcsA…
• Conformational states of KcsA constructs
• To compare the folded states of KcsA-GCN4 and KcsA 1-160…
• Fig. 3. Thermostability determination of KcsA constructs.
• respectively; Fig. 4B). Most likely, the increase of helical…
• Oligomerization state of KcsA-GCN4 after removal of GCN4 motif by chymotrypsin digestion
• To determine whether the tetramerization domain is only essential…
• Fig. 5. Chymotrypsin digestion of KcsA 1-160 and KcsA-GCN4.
• tetramerization domain can rescue the expression level…
• Discussion
• Potassium channels are involved in many physiological processes…
• Fig. 4. Biophysical characterization of KcsA constructs.
• KcsA was implicated to be important in its overexpression…
• The expression of KcsA was almost completely abolished…
• Fig. 6. Mechanism of in vivo assembly of KcsA.
• The C-terminal domain of KcsA was also proposed…
• On the other hand, GCN4 also displays some sensitivity upon pH change.
• The tetramerization domain is not unique to KcsA…
• functional expression of T1-deleted Shaker channel.
• The present study indicates that, although the 2TM1P channel KcsA is structurally different…
• To date, there are still many channels without a known tetramerization domain.
• Experimental procedures
• Constructs
• Protein expression and purification
• Chymotrypsin digestion
• Thermostability determination
• Gel-filtration chromatography
• CD measurement
• Acknowledgements
• References