Dinámica de conformación subyacente a la inactivación lenta en los canales de sodio regulados por voltaje

Área de la Ciencia:

• Neurociencia molecular y celular
• La biofísica

Sus antecedentes:

• Los canales de sodio (Nav) regulados por voltaje son esenciales para la propagación del potencial de acción.
• La inactivación lenta, una disminución en la disponibilidad del canal Nav durante segundos a minutos, regula la excitabilidad celular.
• Los mecanismos precisos de la inactivación lenta, incluido el filtro de selectividad y el acoplamiento de la puerta, siguen siendo incompletos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica conformacional del filtro de selectividad del canal Nav durante la inactivación lenta.
• Identificar los determinantes moleculares que acoplan el filtro de selectividad a la puerta primaria.
• Para aclarar la base estructural de la inactivación lenta del canal de navegación.

Principales métodos:

• Transferencia de energía de resonancia de Förster de una sola molécula (smFRET) para monitorear los cambios de conformación del filtro de selectividad.
• Electrofisiología y cristalografía para evaluar la función y la estructura del canal.
• Mutagénesis dirigida al sitio para detectar la función de los residuos.

Principales resultados:

• smFRET reveló tres estados conformacionales distintos del filtro de selectividad NavAb, con estados de alto FRET enriquecidos por voltajes de activación, potencialmente vinculados a una inactivación lenta.
• El residuo L176 en la hélice P1 fue identificado como un acoplador crítico entre las puertas de inactivación primaria y lenta.
• Las mutaciones en L176 y las deleciones del terminal C alteraron las conformaciones del filtro de selectividad y modularon la cinética de inactivación lenta, al igual que el bloqueador lidocaína.

Conclusiones:

• La inactivación lenta en los canales Nav está respaldada por el colapso de los poros del filtro de selectividad, visualizado como una conformación de alto FRET.
• Los cambios de conformación del par de residuos L176 y T206 entre el filtro de selectividad y la puerta primaria.
• Estos hallazgos proporcionan información molecular sobre los mecanismos de bloqueo de la inactivación lenta del canal Nav.