Estructura y acoplamiento electromecánico de un intercambiador Na⁺/H⁺ regulado por tensión

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• Fisiología molecular y celular
• Biología de la reproducción

Sus antecedentes:

• Los dominios sensibles a la tensión (VSD) suelen regular los canales iónicos, pero SLC9C1 es una excepción única.
• El SLC9C1 específico del esperma es esencial para la motilidad y la fertilización del esperma, mediando los cambios de pH y la activación del canal CatSper.
• El mecanismo molecular de la activación de voltaje SLC9C1 sigue siendo elusivo.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la base estructural de la activación dependiente de la tensión en el intercambiador de Na+/H+ del esperma SLC9C1.
• Comprender el papel de las VSD y los dominios de unión cíclica de nucleótidos en la función SLC9C1.

Principales métodos:

• Microscopía crioelectrónica (cryo-EM) para determinar la estructura del erizo de mar SLC9C1.
• Análisis estructural de SLC9C1 en detergente y nanodiscos, con y sin cAMP.

Principales resultados:

• Las nuevas estructuras cryo-EM revelan una configuración inusual de VSD flanqueando el homodímero SLC9C1.
• Un largo segmento S4 conecta las VSD con los dominios de unión de nucleótidos cíclicos, adoptando una conformación "arriba" inactiva.
• Una hélice intracelular restringe el transporte de iones en el estado inactivo, que es aliviado por el movimiento de S4 tras la hiperpolarización y la unión de cAMP.

Conclusiones:

• El estudio revela el mecanismo estructural del intercambio de Na+/H+ dependiente de la tensión en SLC9C1.
• El movimiento del segmento S4 inducido por hiperpolarización, modulado por cAMP, es clave para la activación de SLC9C1.
• Este trabajo proporciona información crítica sobre la función del esperma y los procesos de fertilización.