Modeling of full-length Piezo1 suggests importance of the proximal N-terminus for dome structure.
Modeling of full-length Piezo1 suggests importance of the proximal N-terminus for dome structure.
复制标题
DOI：
10.1016/j.bpj.2021.02.003
复制
发表时间：
2021-04-20
影响因子：
3.4
通讯作者：
Kalli AC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chong J;De Vecchis D;Hyman AJ;Povstyan OV;Ludlow MJ;Shi J;Beech DJ;Kalli AC
Piezo 1形成机械激活的钙渗透性非选择性阳离子通道，在许多细胞类型中具有重要功能。存在C-末端区域的结构数据，但我们缺乏关于N-末端区域以及整个通道如何与脂质双层相互作用的信息。在这里，我们使用计算方法来预测全长Piezo 1的三维结构，并在非对称膜中进行模拟。该模型提出了许多新的见解：1）Piezo 1在膜中创建了一个延伸到蛋白质半径之外的三叶圆顶，2）Piezo 1通过与胆固醇和磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（PIP 2）分子的优先相互作用改变了其附近的脂质环境，3）胆固醇改变了圆顶的深度和PIP 2结合偏好。在体外改变胆固醇浓度抑制Piezo 1活性的方式补充我们的一些计算结果。这些数据表明Piezo 1的N-末端区域对于圆顶结构和膜胆固醇与PIP 2相互作用的重要性。
Piezo1 forms a mechanically activated calcium-permeable nonselective cation channel that is functionally important in many cell types. Structural data exist for C-terminal regions, but we lack information about N-terminal regions and how the entire channel interacts with the lipid bilayer. Here, we use computational approaches to predict the three-dimensional structure of the full-length Piezo1 and simulate it in an asymmetric membrane. A number of novel insights are suggested by the model: 1) Piezo1 creates a trilobed dome in the membrane that extends beyond the radius of the protein, 2) Piezo1 changes the lipid environment in its vicinity via preferential interactions with cholesterol and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) molecules, and 3) cholesterol changes the depth of the dome and PIP2 binding preference. In vitro alteration of cholesterol concentration inhibits Piezo1 activity in a manner complementing some of our computational findings. The data suggest the importance of N-terminal regions of Piezo1 for dome structure and membrane cholesterol and PIP2 interactions.
登录
查看更多内容
影响因子：
16.6
作者：
Coste, Bertrand;Murthy, Swetha E.;Mathur, Jayanti;Schmidt, Manuela;Mechioukhi, Yasmine;Delmas, Patrick;Patapoutian, Ardem
通讯作者：
Patapoutian, Ardem
影响因子：
16.6
作者：
Cox CD;Bae C;Ziegler L;Hartley S;Nikolova-Krstevski V;Rohde PR;Ng CA;Sachs F;Gottlieb PA;Martinac B
通讯作者：
Martinac B
影响因子：
11.8
作者：
Chang-Ileto, Belle;Frere, Samuel G.;Chan, Robin B.;Voronov, Sergey V.;Roux, Aurelian;Di Paolo, Gilbert
通讯作者：
Di Paolo, Gilbert
影响因子：
18.2
作者：
Corradi, Valentina;Mendez-Villuendas, Eduardo;Tieleman, D. Peter
通讯作者：
Tieleman, D. Peter
影响因子：
14.9
作者：
Buchan, Daniel W. A.;Jones, David T.
通讯作者：
Jones, David T.