The cardiac-specific N-terminal region of troponin I positions the regulatory domain of troponin C
The cardiac-specific N-terminal region of troponin I positions the regulatory domain of troponin C
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DOI：
10.1073/pnas.1410775111
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发表时间：
2014-10-07
影响因子：
11.1
通讯作者：
Sykes, Brian D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hwang, Peter M.;Cai, Fangze;Sykes, Brian D.
肌钙蛋白 I (cTnI) 的心脏亚型具有独特的 31 个残基 N 末端区域，可结合心肌肌钙蛋白 C (cTnC) 以增加肌节的钙敏感性。这种相互作用可以通过 cTnI Ser22 和 Ser23 磷酸化来消除，这是调节心肌收缩力的重要机制。 cTnC 包含两个 EF-hand 结构域（cTnC、cNTnC 和 cCTnC 的 N 和 C 结构域），通过灵活的连接子连接。钙与任一结构域的结合都倾向于“开放”构象，暴露出一个大的疏水表面，该表面通过靶标结合而稳定，cNTnC 为 cTnI[148-158]，cCTnC 为 cTnI[39-60]。我们使用多核多维溶液核磁共振波谱研究了与 cTnC 复合的 cTnI[1-73]。 cTnI[39-60] 与 cCTnC 的疏水面结合，稳定 cTnI[41-67] 中的 α 螺旋和 cTnI[38-41] 中的 VIII 型转角。相比之下，cTnI[1-37] 仍然无序，尽管 cTnI[19-37] 通过静电束缚在 cNTnC 的带负电表面（与其疏水表面相对）。这种相互作用并不直接影响 cNTnC 的钙结合亲和力。然而，它确实固定了 cNTnC 相对于肌钙蛋白复合物其余部分的定位，类似于之前在 X 射线结构中观察到的情况 [Takeda S, et al. 2017]。 （2003）自然424（6944）：35-41]。域定位影响 cTnI[148-158] 呈递给 cNTnC 的有效浓度，这就是 cTnI[19-37] 在心脏细丝背景下间接调节 cNTnC 钙亲和力的方式。 cTnI Ser22/23 处的磷酸化破坏了结构域定位，解释了它如何影响许多其他心脏调节机制，例如心脏的 Frank-Starling 定律。
The cardiac isoform of troponin I (cTnI) has a unique 31-residue N-terminal region that binds cardiac troponin C (cTnC) to increase the calcium sensitivity of the sarcomere. The interaction can be abolished by cTnI phosphorylation at Ser22 and Ser23, an important mechanism for regulating cardiac contractility. cTnC contains two EF-hand domains (the N and C domain of cTnC, cNTnC and cCTnC) connected by a flexible linker. Calcium binding to either domain favors an "open" conformation, exposing a large hydrophobic surface that is stabilized by target binding, cTnI[148-158] for cNTnC and cTnI[39-60] for cCTnC. We used multinuclear multidimensional solution NMR spectroscopy to study cTnI[1-73] in complex with cTnC. cTnI[39-60] binds to the hydrophobic face of cCTnC, stabilizing an alpha helix in cTnI[41-67] and a type VIII turn in cTnI[38-41]. In contrast, cTnI[1-37] remains disordered, although cTnI[19-37] is electrostatically tethered to the negatively charged surface of cNTnC (opposite its hydrophobic surface). The interaction does not directly affect the calcium binding affinity of cNTnC. However, it does fix the positioning of cNTnC relative to the rest of the troponin complex, similar to what was previously observed in an X-ray structure [Takeda S, et al. (2003) Nature 424(6944):35-41]. Domain positioning impacts the effective concentration of cTnI[148-158] presented to cNTnC, and this is how cTnI[19-37] indirectly modulates the calcium affinity of cNTnC within the context of the cardiac thin filament. Phosphorylation of cTnI at Ser22/23 disrupts domain positioning, explaining how it impacts many other cardiac regulatory mechanisms, like the Frank-Starling law of the heart.