Structural and functional mapping of ion access pathways in the human K <sup>+</sup> -dependent Na <sup>+</sup> /Ca <sup>2+</sup> exchanger NCKX2 using cysteine scanning mutagenesis, thiol-modifying reagents, and homology modelling
Notice bibliographique
Résumé
K+-dependent Na+/Ca2+ exchanger proteins (NCKX) are members of the CaCA superfamily with critical roles in vision, skin pigmentation, enamel formation, and neuronal functions. Despite their importance, the structural pathways governing cation transport remain unclear. To address this, we conducted a systematic study using cysteine scanning mutagenesis of human NCKX2 combined with the thiol-modifying reagents MTSET and MTSEA to probe the accessibility and functional significance of specific residues. We used homology models of outward-facing and inward-facing NCKX2 states and molecular dynamics (MD) simulations to compare and investigate residue accessibility in human NCKX2 based on the published structures of the archaeal NCK_Mj Na+/Ca2+ exchanger and the human NCX1 Na+/Ca2+ exchanger. Mutant NCKX2 proteins expressed in HEK293 cells revealed diverse effects of MTSET and MTSEA on Ca2+ transport. Of the 146 cysteine substitutions analyzed, 35 exhibited significant changes in Ca2+ transport activity upon treatment with MTSET, with 16 showing near-complete inhibition and six demonstrating increased activity. Residues within the cation binding sites and extracellular access channels were sensitive to modification, consistent with their critical role in ion transport, whereas intracellular residues showed minimal accessibility to MTSET but were inhibited by membrane-permeable MTSEA. Water accessibility maps from MD simulations corroborated these findings, providing a high-resolution view of water-accessible pathways. This study provides a comprehensive structural and functional map of NCKX2 ion access pathways, offering insights into the molecular basis of ion selectivity and transport. These findings highlight the key residues critical for cation binding and transport, advancing our understanding of the structural dynamics of NCKX2.
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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 ».