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タイトルDilated cardiomyopathy-associated skeletal muscle actin (ACTA1) mutation R256H disrupts actin structure and function and causes cardiomyocyte hypocontractility.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 121, Issue 46, Page e2405020121, Year 2024
掲載日2024年11月12日
著者Ankit Garg / Silvia Jansen / Lina Greenberg / Rui Zhang / Kory J Lavine / Michael J Greenberg /
PubMed 要旨Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with ...Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with combined cardiac and skeletal myopathies have been reported, but ACTA1 represents only ~20% of the total actin pool in cardiomyocytes, making its role in cardiomyopathy controversial. Here we demonstrate how a mutation in an actin isoform expressed at low levels in cardiomyocytes can cause cardiomyopathy by focusing on a unique ACTA1 variant, R256H. We previously identified this variant in a family with dilated cardiomyopathy, who had reduced systolic function without clinical skeletal myopathy. Using a battery of multiscale biophysical tools, we show that R256H has potent effects on ACTA1 function at the molecular scale and in human cardiomyocytes. Importantly, we demonstrate that R256H acts in a dominant manner, where the incorporation of small amounts of mutant protein into thin filaments is sufficient to disrupt molecular contractility, and that this effect is dependent on the presence of troponin and tropomyosin. To understand the structural basis of this change in regulation, we resolved a structure of R256H filaments using cryoelectron microscopy, and we see alterations in actin's structure that have the potential to disrupt interactions with tropomyosin. Finally, we show that human-induced pluripotent stem cell cardiomyocytes demonstrate reduced contractility and sarcomeric organization. Taken together, we demonstrate that R256H has multiple effects on ACTA1 function that are sufficient to cause reduced contractility and establish a likely causative relationship between ACTA1 R256H and clinical cardiomyopathy.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:39503885 / PubMed Central
手法EM (らせん対称)
解像度3.3 - 3.4 Å
構造データ

47179

9duu

EMDB-47179, PDB-9duu:
Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
手法: EM (らせん対称) / 解像度: 3.4 Å

47180

9duv

EMDB-47180, PDB-9duv:
Cryo-EM structure of recombinant R254H ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
手法: EM (らせん対称) / 解像度: 3.3 Å

化合物

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

ChemComp-MG:
Unknown entry

由来
  • homo sapiens (ヒト)
  • amanita phalloides (タマゴテングタケ)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / Actin / cardiomyopathy / contractility / muscle / sarcomere

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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