Free energy landscape remodeling of the cardiac pacemaker channel explains the molecular basis of familial sinus bradycardia
Notice bibliographique
Résumé
The hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-modulated ion channel (HCN) drives the pacemaker activity in the heart, and its malfunction can result in heart disorders. One such disorder, familial sinus bradycardia, is caused by the S672R mutation in HCN, whose electrophysiological phenotypes include a negative shift in the channel activation voltage and an accelerated HCN deactivation. The outcomes of these changes are abnormally low resting heart rates. However, the molecular mechanism underlying these electrophysiological changes is currently not fully understood. Crystallographic investigations indicate that the S672R mutation causes limited changes in the structure of the HCN intracellular gating tetramer, but its effects on protein dynamics are unknown. Here, we utilize comparative S672R versus WT NMR analyses to show that the S672R mutation results in extensive perturbations of the dynamics in both apo- and holo-forms of the HCN4 isoform, reflecting how S672R remodels the free energy landscape for the modulation of HCN4 by cAMP, i.e. the primary cyclic nucleotide modulator of HCN channels. We show that the S672R mutation results in a constitutive shift of the dynamic auto-inhibitory equilibrium toward inactive states of HCN4 and broadens the free-energy well of the apo-form, enhancing the millisecond to microsecond dynamics of the holo-form at sites critical for gating cAMP binding. These S672R-induced variations in dynamics provide a molecular basis for the electrophysiological phenotypes of this mutation and demonstrate that the pathogenic effects of the S672R mutation can be rationalized primarily in terms of modulations of protein dynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».