Structure of a eukaryotic cyclic-nucleotide-gated channel.
Structure of a eukaryotic cyclic-nucleotide-gated channel.
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真核环核苷酸门控通道的结构。
DOI：
10.1038/nature20819
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发表时间：
2017-02-02
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Yang J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li M;Zhou X;Wang S;Michailidis I;Gong Y;Su D;Li H;Li X;Yang J
环核苷酸门控（CNG）通道对视觉和嗅觉至关重要。它们属于电压门控离子通道超家族，但其活性受胞内环核苷酸而不是跨膜电压控制。在这里，我们报告了一个3.5 μ m分辨率的单粒子电子低温显微镜结构的CNG通道从C。elegans在cGMP结合的开放状态。该通道具有不寻常的电压传感器样域（VSLD），占其不足的电压依赖性。连接S6和环核苷酸结合结构域的C-末端接头直接与VSLD和孔结构域相互作用，形成门控环，其偶联由环核苷酸结合至门触发的构象变化。选择性过滤器由功能上重要的谷氨酸盐的羧酸酯侧链和三个骨架羰基环内衬。该结构为理解CNG通道的离子渗透、门控和通道病机制以及环核苷酸对相关通道的调节提供了新的框架。
Cyclic nucleotide-gated (CNG) channels are essential for vision and olfaction. They belong to the voltage-gated ion channel superfamily but their activities are controlled by intracellular cyclic nucleotides instead of transmembrane voltage. Here we report a 3.5 Å-resolution single-particle electron cryomicroscopy structure of a CNG channel from C. elegans in the cGMP-bound open state. The channel has an unusual voltage-sensor-like domain (VSLD), accounting for its deficient voltage dependence. A C-terminal linker connecting S6 and the cyclic nucleotide-binding domain interacts directly with both the VSLD and pore domain, forming a gating ring that couples conformational changes triggered by cyclic nucleotide binding to the gate. The selectivity filter is lined by the carboxylate side chains of a functionally important glutamate and three rings of backbone carbonyls. This structure provides a new framework for understanding mechanisms of ion permeation, gating and channelopathy of CNG channels and cyclic nucleotide modulation of related channels.
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