Batrachotoxin acts as a stent to hold open homotetrameric prokaryotic voltage-gated sodium channels
Notice bibliographique
Résumé
Batrachotoxin (BTX), an alkaloid from skin secretions of dendrobatid frogs, causes paralysis and death by facilitating activation and inhibiting deactivation of eukaryotic voltage-gated sodium (Nav) channels, which underlie action potentials in nerve, muscle, and heart. A full understanding of the mechanism by which BTX modifies eukaryotic Nav gating awaits determination of high-resolution structures of functional toxin-channel complexes. Here, we investigate the action of BTX on the homotetrameric prokaryotic Nav channels NaChBac and NavSp1. By combining mutational analysis and whole-cell patch clamp with molecular and kinetic modeling, we show that BTX hinders deactivation and facilitates activation in a use-dependent fashion. Our molecular model shows the horseshoe-shaped BTX molecule bound within the open pore, forming hydrophobic H-bonds and cation-π contacts with the pore-lining helices, leaving space for partially dehydrated sodium ions to permeate through the hydrophilic inner surface of the horseshoe. We infer that bulky BTX, bound at the level of the gating-hinge residues, prevents the S6 rearrangements that are necessary for closure of the activation gate. Our results reveal general similarities to, and differences from, BTX actions on eukaryotic Nav channels, whose major subunit is a single polypeptide formed by four concatenated, homologous, nonidentical domains that form a pseudosymmetric pore. Our determination of the mechanism by which BTX activates homotetrameric voltage-gated channels reveals further similarities between eukaryotic and prokaryotic Nav channels and emphasizes the tractability of bacterial Nav channels as models of voltage-dependent ion channel gating. The results contribute toward a deeper, atomic-level understanding of use-dependent natural and synthetic Nav channel agonists and antagonists, despite their overlapping binding motifs on the channel proteins.
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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) | 0,000 | 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 ».