Fluorescence Investigations of the Rate‐Limiting Step in the HCN Ion Channel Deactivation Pathway
Notice bibliographique
Résumé
Hyperpolarization‐ and cyclic nucleotide‐activated (HCN) ion channels support electrical oscillations of neuronal networks and help prevent absence seizures. The S4 helix of the voltage‐sensor (VS) region in HCN channels moves inwards upon hyperpolarization and this movement is coupled to pore opening. An open HCN channel can further be stabilized by cAMP binding to its C‐terminal region. Modifying the speed of the rate‐limiting step for HCN channel gating might help treat neuropathies, but the steps in the gating pathway are unclear. Specifically, it has been proposed that the depolarization‐dependent deactivation pathway of HCN channels includes a voltage‐independent pore closure step that becomes rate‐limiting at strong depolarizations. To clarify which step is rate‐limiting at different depolarizations, we performed voltage clamp fluorometry on mouse HCN2 channel derivatives expressed in Xenopus oocytes using a fluorophore attached to the N‐terminal region of the S4 helix. These results represent the first direct measurement of VS movements of an HCN2 channel. The fluorophore tracked depolarization‐dependent VS movements during deactivation that preceded pore closure significantly at strong depolarizations; the current decay rate was approximately 4‐fold slower than the fluorescence decay rate at +20 mV. We call this ratio of decay rates the “transmembrane coupling quotient”. At weaker depolarizations, VS movements still preceded pore closure, but less dramatically (transmembrane coupling quotient approximately 1.5‐fold at ‐60 mV). This voltage dependence of the transmembrane coupling quotient was cAMP‐independent, i.e., it remained similar even when cAMP binding was prevented by a mutation in the C‐terminal region. The voltage dependence of the transmembrane coupling quotient is consistent with a model of mammalian HCN channel deactivation where the VS undergoes movements that have a greater voltage dependence compared to pore closure movements. VS movements may serve as the rate‐limiting step for deactivation at weak depolarizations, but another step – perhaps pore closure – is the rate‐limiting step at strong depolarizations. The temporal association between VS movements and pore movements would thus be loose at strong depolarizations, and tight at weak depolarizations. Support or Funding Information Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) Postgraduate Scholarship to K.E.A.M; Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) Discovery Grant to E.C.Y
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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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».