A high affinity switch for cAMP in the HCN pacemaker channels.
A high affinity switch for cAMP in the HCN pacemaker channels.
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HCN 起搏器通道中 cAMP 的高亲和力开关。
DOI：
10.1038/s41467-024-45136-y
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发表时间：
2024-01-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
Moroni, Anna
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Porro, Alessandro;Saponaro, Andrea;Castelli, Roberta;Introini, Bianca;Hafez Alkotob, Anahita;Ranjbari, Golnaz;Enke, Uta;Kusch, Jana;Benndorf, Klaus;Santoro, Bina;Difrancesco, Dario;Thiel, Gerhard;Moroni, Anna
cAMP与超极化激活的环核苷酸门控（HCN）通道的结合促进孔开放。目前还不清楚为什么分离的环核苷酸结合结构域（CNBD）在体外显示较低的亲和力cAMP比全长通道在补丁实验。在这里，我们表明，HCN被赋予与cAMP的亲和力开关。α螺旋D和E，环核苷酸结合结构域（CNBD）的下游，以高亲和力状态结合并稳定全CNBD。这些螺旋分别使在膜片钳和ITC中测量的cAMP功效和亲和力增加30倍。我们进一步表明，螺旋D和E通过与CNBD的螺旋C相互作用来调节亲和力，类似于调节蛋白TRIP8b。我们的研究结果揭示了一种分子内机制，即结合亲和力的变化，而不是cAMP浓度的变化，可以调节HCN通道，增加了另一层复杂的调节其活性。HCN通道的环AMP调节是心率的β肾上腺素能刺激的基础。在这里，作者描述了一种分子内机制，控制环核苷酸结合域的这些通道的cAMP亲和力。
Binding of cAMP to Hyperpolarization activated cyclic nucleotide gated (HCN) channels facilitates pore opening. It is unclear why the isolated cyclic nucleotide binding domain (CNBD) displays in vitro lower affinity for cAMP than the full-length channel in patch experiments. Here we show that HCN are endowed with an affinity switch for cAMP. Alpha helices D and E, downstream of the cyclic nucleotide binding domain (CNBD), bind to and stabilize the holo CNBD in a high affinity state. These helices increase by 30-fold cAMP efficacy and affinity measured in patch clamp and ITC, respectively. We further show that helices D and E regulate affinity by interacting with helix C of the CNBD, similarly to the regulatory protein TRIP8b. Our results uncover an intramolecular mechanism whereby changes in binding affinity, rather than changes in cAMP concentration, can modulate HCN channels, adding another layer to the complex regulation of their activity. Cyclic AMP modulation of HCN channels underlies beta adrenergic stimulation of heart rate. Here, authors describe an intramolecular mechanism that controls cAMP affinity of the cyclic nucleotide binding domain of these channels.
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DOI：
10.1073/pnas.2006238117
发表时间：
2020-07-28
影响因子：
11.1
作者：
Peters, Colin H.;Myers, Mallory E.;Proenza, Catherine
通讯作者：
Proenza, Catherine
DOI：
10.1523/jneurosci.5707-10.2011
发表时间：
2011-03-16
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Santoro B;Hu L;Liu H;Saponaro A;Pian P;Piskorowski RA;Moroni A;Siegelbaum SA
通讯作者：
Siegelbaum SA
影响因子：
3.7
作者：
Hayoz S;Tiwari PB;Piszczek G;Üren A;Brelidze TI
通讯作者：
Brelidze TI
影响因子：
14.8
作者：
Kusch, Jana;Thon, Susanne;Benndorf, Klaus
通讯作者：
Benndorf, Klaus
影响因子：
158.5
作者：
Milanesi, R;Baruscotti, M;DiFrancesco, D
通讯作者：
DiFrancesco, D