Formation of Heterotetrameric Potassium Channels Kv1.1–Kv1.2 in Neuro-2a Cells: Analysis by the Förster Resonance Energy Transfer Technique

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The subunits of the voltage-gated potassium channels Kv1.1 and Kv1.2 can form both homo- and heterotetrameric channels in cells. This significantly affects the functional properties and localization of the formed Kv1 channels. Confocal microscopy based on Förster resonance energy transfer was used to study the formation of Kv1 channels during co-expression of subunits Kv1.1(S369T) and Kv1.2(S371T), fused with the fluorescent protein mKate2 and TagCFP, respectively, in murine neuroblastoma Neuro-2a cells. Due to mutation, these subunits provide enhanced transfer of Kv1 channels in plasma membrane. It was found that TagCFP-Kv1.1(S369T) and mKate2-Kv1.2(S371T) effectively form heterochannels that are localized both on the membrane and in the cytoplasm of cells. In the absence of the S369T mutation, heterochannels are not embedded in the membrane, which indicates the need for auxiliary factors for the transfer of native heterochannels into the cell membrane. In addition to heterochannels, homotetrameric channels are also formed in cells, but the effectiveness of the formation of heterochannels is much higher.

作者简介

A. Efremenko

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

O. Nekrasova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. Feofanov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University

Email: avfeofanov@yandex.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

参考

  1. Ovsepian S. V., Leberre M., Steuber V., O'Leary V. B., Leibold Ch. J., and Dolly O. Distinctive role of Kv1.1 subunit in the biology and functions of low threshold K+ channels with implications for neurological disease. Pharmacol. Ther., 159, 93–101 (2016). doi: 10.1016/j.pharmthera.2016.01.005
  2. Al-Sabi A., Kaza S. K., Dolly O. J., and Wang J. Pharmacological characteristics of Kv1.1- and Kv1.2-containing channels are influenced by the stoichiometry and positioning of their α subunits. Biochem. J., 454, 101–108 (2013). doi: 10.1042/BJ20130297
  3. Robbins C. A. and Tempel B. L. Kv1.1 and Kv1.2: similar channels, different seizure models. Epilepsia, 53 (Suppl 1), 134–141 (2012). doi: 10.1111/J.1528-1167.2012.03484.X
  4. Ma Z., Lavebratt C., Almgren M., Portwood N., Forsberg L. E., Bränström R., Berglund E., Falkmer S., Sundler F., Wierup N., and Björklund A. Evidence for presence and functional effects of Kv1.1 channels in β-cells: general survey and results from mceph/mceph mice. PLoS One, 6 (4), e18213 (2011). doi: 10.1371/journal.pone.0018213
  5. Fellerhoff-Losch B., Korol S. V., Ganor Y., Gu S., Cooper I., Eilam R., Besser M., Goldfinger M., Chowers Y., Wank R., Birnir B., and Levite M. Normal human CD4(+) helper T cells express Kv1.1 voltage-gated K+ channels, and selective Kv1.1 block in T cells induces by it-self robust TNFα production and secretion and activation of the NFκB non-canonical pathway. J. Neural Transm.(Vienna), 123, 137–157 (2016). doi: 10.1007/s00702-015-1446-9
  6. Park W. S., Firth A. L., Han J., and Ko E. A. Patho-, physiological roles of voltage-dependent K+ channels in pulmonary arterial smooth muscle cells. J. Smooth Muscle Res., 46, 89–105 (2010). doi: 10.1540/jsmr.46.89
  7. Pinatel D. and Faivre-Sarrailh C. Assembly and Function of the Juxtaparanodal Kv1 Complex in Health and Disease. Life (Basel), 11, 1–22 (2020). doi: 10.3390/LIFE11010008
  8. Manganas L. N. and Trimmer J. S. Subunit composition determines Kv1 potassium channel surface expression. J. Biol. Chem., 275, 29685–29693 (2000). doi: 10.1074/JBC.M005010200
  9. Duménieu M., Oulé M., Kreutz M. R., and LopezRojas J. The segregated expression of voltage-gated potassium and sodium channels in neuronal membranes: functional implications and regulatory mechanisms. Front. Cell. Neurosci., 11, 115 (2017). doi: 10.3389/fncel.2017.00115
  10. Capera J., Serrano-Novillo C., Navarro-Pérez M., Cassinelli S., and Felipe A. The potassium channel odyssey: Mechanisms of traffic and membrane arrangement. Int. J. Mol. Sci., 20, 734 (2019). doi: 10.3390/ijms20030734
  11. Manganas L. N., Wang Q., Scannevin R. H., and Trimmer J. S. Identification of a trafficking determinant localized to the Kv1 potassium channel pore. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 14055–14059 (2001). doi: 10.1073/PNAS.241403898
  12. Zhu J., Watanabe I., Gomez B., and Thornhill W. B. Determinants involved in Kv1 potassium channel folding in the endoplasmic reticulum, glycosylation in the Golgi, and cell surface expression. J. Biol. Chem., 276, 39419–39427 (2001). doi: 10.1074/JBC.M107399200
  13. Zhu J., Gomez B., Watanabe I., and Thornhill W. B. Amino acids in the pore region of Kv1 potassium channels dictate cell-surface protein levels: a possible trafficking code in the Kv1 subfamily. Biochem. J., 388, 355–362 (2005). doi: 10.1042/BJ20041447
  14. Orlov N. A., Kryukova E. V., Efremenko A. V., Yakimov S. A., Toporova V. A., Kirpichnikov M. P., Nekrasova O. V., and Feofanov A. V. Interactions of the Kv1.1 channel with peptide pore blockers: A fluorescent analysis on mammalian cells. Membranes (Basel), 13 (7), 645 (2023). doi: 10.3390/membranes13070645
  15. Ignatova A. A., Kryukova E. V., Novoseletsky V. N., Kazakov O. V., Orlov N. A., Korabeynikova V. N., Larina M. V., Fradkov A. F., Yakimov S. A., Kirpichnikov M. P., Feofanov A. V., and Nekrasova O. V. New high-affinity peptide ligands for Kv1.2 channel: selective blockers and fluorescent probes. Cells, 13 (24), 2096 (2024). doi: 10.3390/cells13242096
  16. Orlov N. A., Ignatova A. A., Kryukova E. V., Yakimov S. A., Kirpichnikov M. P., Nekrasova O. V., and Feofanov A. V. Combining mKate2-Kv1.3 channel and Atto488-hongotoxin for the studies of peptide pore blockers on living eukaryotic cells. Toxins (Basel), 14 (12), 858 (2022). doi: 10.3390/toxins14120858

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».