National Institutes of Health/National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease (NIH/NIDDK)
5R01DK128592
米国
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ジャーナル: EMBO J / 年: 2025 タイトル: Structural basis for human NKCC1 inhibition by loop diuretic drugs. 著者: Yongxiang Zhao / Pietro Vidossich / Biff Forbush / Junfeng Ma / Jesse Rinehart / Marco De Vivo / Erhu Cao / 要旨: Na-K-Cl cotransporters functions as an anion importers, regulating trans-epithelial chloride secretion, cell volume, and renal salt reabsorption. Loop diuretics, including furosemide, bumetanide, and ...Na-K-Cl cotransporters functions as an anion importers, regulating trans-epithelial chloride secretion, cell volume, and renal salt reabsorption. Loop diuretics, including furosemide, bumetanide, and torsemide, antagonize both NKCC1 and NKCC2, and are first-line medicines for the treatment of edema and hypertension. NKCC1 activation by the molecular crowding sensing WNK kinases is critical if cells are to combat shrinkage during hypertonic stress; however, how phosphorylation accelerates NKCC1 ion transport remains unclear. Here, we present co-structures of phospho-activated NKCC1 bound with furosemide, bumetanide, or torsemide showing that furosemide and bumetanide utilize a carboxyl group to coordinate and co-occlude a K, whereas torsemide encroaches and expels the K from the site. We also found that an amino-terminal segment of NKCC1, once phosphorylated, interacts with the carboxyl-terminal domain, and together, they engage with intracellular ion exit and appear to be poised to facilitate rapid ion translocation. Together, these findings enhance our understanding of NKCC-mediated epithelial ion transport and the molecular mechanisms of its inhibition by loop diuretics.
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2024年5月25日
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