構造生物学：高コンダクタンスCa²⁺活性化K⁺チャネルでのゲート開閉の構造的基盤

イオンチャネルゲートの環境刺激による精密な制御は、チャネルが生物学的役割を果たすために不可欠である。Slo1 K⁺チャネルのゲートは、2種類の刺激、つまり細胞内Ca²⁺濃度と膜電位によって調節されている。従って、Slo1は細胞内Ca²⁺と膜興奮性の間の関係の解明にとって極めて重要である。本論文では、ジャンボアメフラシ（Aplysia californica）由来のSlo1のCa²⁺が存在しない場合の構造を示し、Ca²⁺が結合したチャネルと比較する。サブユニット当たり2つ存在する独特な結合部位へのCa²⁺の結合は、Ca²⁺センサーであるゲート開閉リングの広がったコンホメーションを安定化することが分かった。これらのコンホメーション変化は、共有結合性のリンカーおよびゲート開閉リングと電位センサー間に形成されたタンパク質界面を介して、ゲート開閉リングから小孔へと伝わる。ゲート開閉リングと電位センサーは、これらの界面を介して直接連結されている。こうした構造により、膜電位がCa²⁺センサーに影響を及ぼすことが可能となり、それによって小孔のゲート開閉を調節できる。

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