Las estructuras cryo-EM del canal de magnesio CorA revelan la ruptura de simetría en la puerta

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• La biofísica
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• CorA es el principal sistema de captación de iones de magnesio (Mg2+) en las procariotas.
• La entrada de CorA está regulada por las concentraciones intracelulares de Mg2+, con una constante de disociación (KD) de alrededor de 1 a 2 mM.
• La cristalografía de rayos X y la espectroscopia EPR anteriores sugirieron cambios conformacionales, pero carecían de detalles estructurales de alta resolución del mecanismo de apertura.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la base estructural de CorA gating mediante la determinación de estructuras de alta resolución en diferentes estados funcionales.
• Para visualizar las transiciones conformacionales de CorA durante la unión y liberación de Mg2+.
• Comprender el mecanismo por el cual Mg2+ regula la apertura y el cierre del canal CorA.

Principales métodos:

• Se utilizó la criomicroscopia electrónica (Cryo-EM) para determinar las estructuras de CorA.
• Se resolvieron estructuras para la conformación cerrada ligada al Mg2+ y dos estados abiertos distintos libres de Mg2+.
• Se obtuvieron datos estructurales de alta resolución a 3,8 Å y 7,1 Å.

Principales resultados:

• El estado ligado a Mg2+ reveló una conformación simétrica cerrada de 5 veces.
• En ausencia de Mg2+, CorA adopta un conjunto de estados abiertos y asimétricos.
• Cuatro de las cinco subunidades sufren desplazamientos significativos (10-25 Å) a través de movimientos tipo bisagra (hasta 35 °) en la hélice del tallo, pasando de los estados cerrados a los abiertos.
• Esta transición pone de relieve la naturaleza dinámica de CorA gating.

Conclusiones:

• El encierro de CorA se caracteriza por una transición de un solo estado cerrado a un conjunto de estados abiertos y asimétricos tras la disociación de Mg2+.
• Los grandes desplazamientos de subunidad observados y los movimientos similares a bisagras son las firmas estructurales clave de CorA gating.
• Este mecanismo dependiente de Mg2+ se conserva probablemente en otros canales iónicos divalentes estructuralmente relacionados.