Structural insights into light-gating of potassium-selective channelrhodopsin
Notice bibliographique
Résumé
Structural information on channelrhodopsins’ mechanism of light-gated ion conductance is scarce, limiting its engineering as optogenetic tools. Here, we use single-particle cryo-electron microscopy of peptidisc-incorporated protein samples to determine the structures of the slow-cycling mutant C110A of kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) in the dark and upon laser flash excitation. Upon photoisomerization of the retinal chromophore, the retinylidene Schiff base NH-bond reorients from the extracellular to the cytoplasmic side. This switch triggers a series of side chain reorientations and merges intramolecular cavities into a transmembrane K+ conduction pathway. Molecular dynamics simulations confirm K+ flux through the illuminated state but not through the resting state. The overall displacement between the closed and the open structure is small, involving mainly side chain rearrangements. Asp105 and Asp116 play a key role in K+ conductance. Structure-guided mutagenesis and patch-clamp analysis reveal the roles of the pathway-forming residues in channel gating and selectivity. Channelrhodopsins’ mechanism of light-gated ion conductance could be engineered for use in optogenetic tools. Here, structures of the slow-cycling mutant of HcKCR1, including an open state structure, provide insight into channel gating and selectivity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».