構造生物学：シロイヌナズナの電位依存性2孔型チャネルTPC1の構造

2孔型チャネル（two-pore channel；TPC）は、Shaker様6回膜貫通（6-TM）型ドメインをサブユニット1つ当たり2個持っていて、動物および植物で細胞内小器官の陽イオンチャネルとして広く発現されている。今回我々は、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）液胞の2孔型チャネルで、ホモ二量体の形で機能するAtTPC1の結晶構造を示す。AtTPC1の活性化には電位と細胞内Ca²⁺の両方が必要である。細胞質側にあるEFハンドドメインにCa²⁺が結合すると、小孔の内表面を覆っている、1番目の6-TM型ドメインからの1対の内部ヘリックスと連動したコンホメーション変化が引き起こされる。一方、膜電位の変化は2番目の6-TM型ドメインである電位感知ドメインだけを活性化し、そのコンホメーション変化は2番目の6-TM型ドメインからの1対の内部へリックスと連動して起こる。液胞内腔のCa²⁺あるいはBa²⁺は2番目の電位感知ドメインを静止状態で安定化させることで電位活性化を調整し、活性化が起こる電位を正のより大きな値へと移行させる。今回得られたBa²⁺と結合したAtTPC1の構造から、静止状態にある電位センサーが明らかになり、これによって電位依存性チャネルで見られる一般的な電位開閉機構について、これまで明らかでなかった構造的知見が得られた。

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