Mapping the interaction surface of scorpion β-toxins with an insect sodium channel
Notice bibliographique
Résumé
The interaction of insect-selective scorpion depressant β-toxins (LqhIT2 and Lqh-dprIT3 from Leiurus quinquestriatus hebraeus) with the Blattella germanica sodium channel, BgNav1-1a, was investigated using site-directed mutagenesis, electrophysiological analyses, and structural modeling. Focusing on the pharmacologically defined binding site-4 of scorpion β-toxins at the voltage-sensing domain II (VSD-II), we found that charge neutralization of D802 in VSD-II greatly enhanced the channel sensitivity to Lqh-dprIT3. This was consistent with the high sensitivity of the splice variant BgNav2-1, bearing G802, to Lqh-dprIT3, and low sensitivity of BgNav2-1 mutant, G802D, to the toxin. Further mutational and electrophysiological analyses revealed that the sensitivity of the WT = D802E < D802G < D802A < D802K channel mutants to Lqh-dprIT3 correlated with the depolarizing shifts of activation in toxin-free channels. However, the sensitivity of single mutants involving IIS4 basic residues (K4E = WT << R1E < R2E < R3E) or double mutants (D802K = K4E/D802K = R3E/D802K > R2E/D802K > R1E/D802K > WT) did not correlate with the activation shifts. Using the cryo-EM structure of the Periplaneta americana channel, NavPaS, as a template and the crystal structure of LqhIT2, we constructed structural models of LqhIT2 and Lqh-dprIT3-c in complex with BgNav1-1a. These models along with the mutational analysis suggest that depressant toxins approach the salt-bridge between R1 and D802 at VSD-II to form contacts with linkers IIS1-S2, IIS3-S4, IIIP5-P1 and IIIP2-S6. Elimination of this salt-bridge enables deeper penetration of the toxin into a VSD-II gorge to form new contacts with the channel, leading to increased channel sensitivity to Lqh-dprIT3.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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)
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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 tête enseignante, pas un consensus.
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