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タイトルSecondary structure transitions and dual PIP2 binding define cardiac KCNQ1-KCNE1 channel gating.
ジャーナル・号・ページCell Res, Vol. 35, Issue 11, Page 887-899, Year 2025
掲載日2025年10月2日
著者Ling Zhong / Xiaoqing Lin / Xinyu Cheng / Shuangyan Wan / Yaoguang Hua / Weiwei Nan / Bin Hu / Xiangjun Peng / Zihan Zhou / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang / Frank Noé / Zhenzhen Yan / Dexiang Jiang / Hangyu Zhang / Fengjiao Liu / Chenxin Xiao / Zhuo Zhou / Yimin Mou / Haijie Yu / Lijuan Ma / Chen Huang / Vincent Kam Wai Wong / Sookja Kim Chung / Bing Shen / Zhi-Hong Jiang / Erwin Neher / Wandi Zhu / Jin Zhang / Panpan Hou /
PubMed 要旨The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT ...The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT syndrome (LQTS) types 1 and 5 (LQT1/LQT5), accounting for over one-third of clinical LQTS cases. Despite prior structural work on KCNQ1 and KCNQ1 + KCNE3, the structural basis of KCNQ1 + KCNE1 remains unresolved. Using cryo-electron microscopy and electrophysiology, we determined high-resolution (2.5-3.4 Å) structures of human KCNQ1, and KCNQ1 + KCNE1 in both closed and open states. KCNE1 occupies a pivotal position at the interface of three KCNQ1 subunits, inducing six helix-to-loop transitions in KCNQ1 transmembrane segments. Three of them occur at both ends of the S4-S5 linker, maintaining a loop conformation during I gating, while the other three, in S6 and helix A, undergo dynamic helix-loop transitions during I gating. These structural rearrangements: (1) stabilize the closed pore and the conformation of the intermediate state voltage-sensing domain, thereby determining channel gating, ion permeation, and single-channel conductance; (2) enable a dual-PIP2 modulation mechanism, where one PIP2 occupies the canonical site, while the second PIP2 bridges the S4-S5 linker, KCNE1, and the adjacent S6', stabilizing channel opening; (3) create a fenestration capable of binding compounds specific for KCNQ1 + KCNE1 (e.g., AC-1). Together, these findings reveal a previously unrecognized large-scale secondary structural transition during ion channel gating that fine-tunes I function and provides a foundation for developing targeted LQTS therapy.
リンクCell Res / PubMed:41034624 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.9 - 3.36 Å
構造データ

63935

9u7f

EMDB-63935, PDB-9u7f:
structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

64038

9uc8

EMDB-64038, PDB-9uc8:
structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex with PIP2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.36 Å

化合物

ChemComp-PT5:
[(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho / リン脂質*YM

ChemComp-K:
Unknown entry / カリウムカチオン

ChemComp-CA:
Unknown entry / カルシウムジカチオン

ChemComp-PIO:
[(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate / 1-O-(1-O,2-O-ジオクタノイル-L-グリセロ-3-ホスホ)-D-myo-イノシト-ル4,5-ビスりん酸

由来
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Ion channels

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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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万見文献

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

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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