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High-Resolution Cryoelectron Microscopy Structure of the Cyclic Nucleotide-Modulated Potassium Channel MloK1 in a Lipid Bilayer.
Kowal, Julia; Biyani, Nikhil; Chami, Mohamed; Scherer, Sebastian; Rzepiela, Andrzej J; Baumgartner, Paul; Upadhyay, Vikrant; Nimigean, Crina M; Stahlberg, Henning.
Afiliação
  • Kowal J; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.
  • Biyani N; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.
  • Chami M; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.
  • Scherer S; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.
  • Rzepiela AJ; SIB, Biozentrum, University of Basel, Klingelbergstrasse, 4056 Basel, Switzerland.
  • Baumgartner P; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.
  • Upadhyay V; Weill Cornell Medical College, Department of Anesthesiology, Box 124, 525 East 68th Street, Room A-1050, New York, NY 10065, USA.
  • Nimigean CM; Weill Cornell Medical College, Department of Anesthesiology, Box 124, 525 East 68th Street, Room A-1050, New York, NY 10065, USA. Electronic address: crn2002@med.cornell.edu.
  • Stahlberg H; Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics (C-CINA), Biozentrum, University of Basel, WRO-1058, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland. Electronic address: henning.stahlberg@unibas.ch.
Structure ; 26(1): 20-27.e3, 2018 01 02.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-29249605
ABSTRACT
Eukaryotic cyclic nucleotide-modulated channels perform their diverse physiological roles by opening and closing their pores to ions in response to cyclic nucleotide binding. We here present a structural model for the cyclic nucleotide-modulated potassium channel homolog from Mesorhizobium loti, MloK1, determined from 2D crystals in the presence of lipids. Even though crystals diffract electrons to only ∼10 Å, using cryoelectron microscopy (cryo-EM) and recently developed computational methods, we have determined a 3D map of full-length MloK1 in the presence of cyclic AMP (cAMP) at ∼4.5 Å isotropic 3D resolution. The structure provides a clear picture of the arrangement of the cyclic nucleotide-binding domains with respect to both the pore and the putative voltage sensor domains when cAMP is bound, and reveals a potential gating mechanism in the context of the lipid-embedded channel.
Assuntos
Proteínas de Bactérias/química; AMP Cíclico/química; Bicamadas Lipídicas/química; Mesorhizobium/química; Canais de Potássio de Abertura Dependente da Tensão da Membrana/química; Potássio/química; Proteínas de Bactérias/genética; Proteínas de Bactérias/metabolismo; Sítios de Ligação; Proteínas de Caenorhabditis elegans/química; Proteínas de Caenorhabditis elegans/genética; Proteínas de Caenorhabditis elegans/metabolismo; Clonagem Molecular; Microscopia Crioeletrônica/métodos; AMP Cíclico/metabolismo; Escherichia coli/genética; Escherichia coli/metabolismo; Expressão Gênica; Vetores Genéticos/química; Vetores Genéticos/metabolismo; Canais Disparados por Nucleotídeos Cíclicos Ativados por Hiperpolarização/química; Canais Disparados por Nucleotídeos Cíclicos Ativados por Hiperpolarização/genética; Canais Disparados por Nucleotídeos Cíclicos Ativados por Hiperpolarização/metabolismo; Processamento de Imagem Assistida por Computador/métodos; Ativação do Canal Iônico; Canais Iônicos/química; Canais Iônicos/genética; Canais Iônicos/metabolismo; Bicamadas Lipídicas/metabolismo; Mesorhizobium/metabolismo; Modelos Moleculares; Potássio/metabolismo; Canais de Potássio/química; Canais de Potássio/genética; Canais de Potássio/metabolismo; Canais de Potássio de Abertura Dependente da Tensão da Membrana/genética; Canais de Potássio de Abertura Dependente da Tensão da Membrana/metabolismo; Ligação Proteica; Conformação Proteica em alfa-Hélice; Conformação Proteica em Folha beta; Domínios e Motivos de Interação entre Proteínas; Multimerização Proteica; Proteínas Recombinantes/química; Proteínas Recombinantes/genética; Proteínas Recombinantes/metabolismo; Homologia Estrutural de Proteína; Termodinâmica
Palavras-chave

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Potássio / Proteínas de Bactérias / AMP Cíclico / Canais de Potássio de Abertura Dependente da Tensão da Membrana / Mesorhizobium / Bicamadas Lipídicas Idioma: En Revista: Structure Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / BIOQUIMICA / BIOTECNOLOGIA Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article País de afiliação: Suíça

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Potássio / Proteínas de Bactérias / AMP Cíclico / Canais de Potássio de Abertura Dependente da Tensão da Membrana / Mesorhizobium / Bicamadas Lipídicas Idioma: En Revista: Structure Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / BIOQUIMICA / BIOTECNOLOGIA Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article País de afiliação: Suíça