Properties of the Fluorescent Kv1.2 Channel Assembled from Concatemers of Alpha-Subunits

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

α -Subunits of the potassium voltage-gated channel Kv1.2, whose function is to regulate neuronal conductivity in the central nervous system, form heterotetramers with α-subunits of related Kv1 channels, which differ in composition and stoichiometry. To study heterotetrameric channels in vitro, concatemers are constructed by sequentially connecting the Kv1 α-subunits. The method for constructing concatemers that allows one to reproduce the properties of native channels requires detailed study. In this work, concatemers (dimers) of Kv1.2 α-subunits (mKate2-Kv1.2-Kv1.2) labeled with the fluorescent protein mKate2 were constructed Kv and their expression was carried out in mouse neuroblastoma Neuro-2a cells. It was shown that the Kv1.2 channel assembled from concatemers is almost identical in its properties, namely, intracellular distribution, ability to integrate into the plasma membrane, efficiency of interaction with a peptide blocker, as well as in its electrophysiological characteristics, to the Kv1.2 channel based on monomeric α-subunits mKate2-Kv1.2.

Sobre autores

E. Kryukova

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

Moscow, Russia

A. Efremenko

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

Moscow, Russia

O. Kazakov

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

Moscow, Russia

O. Nekrasova

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

Email: okatja@yandex.ru
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Gonzalez C., Baez-Nieto D., Valencia I., Oyarzún I., Rojas P., Naranjo D., and Latorre R. K+ channels: Function-structural overview. Compr. Physiol., 2 (3), 2087–2149 (2012). doi: 10.1002/cphy.c110047
  2. Kuzmenkov A. I., Grishin E. V., and Vassilevski A. A. Diversity of potassium channel ligands: focus on scorpion toxins. Biochemistry (Moscow), 80, 1764–1799 (2015). doi: 10.1134/S0006297915130118
  3. Ranjan R., Logette E., Marani M., Herzog M., Tâche V., Scantamburlo E., Buchillier V., and Markram H. A kinetic map of the homomeric voltage-gated potassium channel (Kv) family. Front. Cell. Neurosci., 13, 358 (2019). doi: 10.3389/fncel.2019.00358
  4. Grissmer S., Nguyen A. N., Aiyar J., Hanson D. C., Mather R. J., Gutman G. A., Karmilowicz M. J., Auperin D. D., and Chandy K.G. Pharmacological characterization of five cloned voltage-gated K+ channels, types Kv1.1, 1.2, 1.3, 1.5, and 3.1, stably expressed in mammalian cell lines. Mol. Pharmacol., 45, 1227 (1994).
  5. Yu W., Xu J., and Li M. NAB domain is essential for the subunit assembly of both alpha-alpha and alpha-beta complexes of shaker-like potassium channels. Neuron, 16, 441–453 (1996). doi: 10.1016/S0896-6273(00)80062-8
  6. Shamotienko O. G., Parcej D. N., and Dolly J. O. Subunit combinations defined for K+ channel Kv1 subtypes in synaptic membranes from bovine brain. Biochemistry, 36, 8195–8201 (1997). doi: 10.1021/BI970237G
  7. Dodson P. D., Barker M. C., and Forsythe I. D. Two heteromeric Kv1 potassium channels differentially regulate action potential firing. J. Neurosci., 22, 6953–6961 (2002). doi: 10.1523/JNEUROSCI.22-16-06953.2002
  8. 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 (3), 734 (2019). doi: 10.3390/ijms20030734
  9. 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
  10. Rea R., Spauschus A., Eunson L. H., Hanna M. G., and Kullmann D. M. Variable K(+) channel subunit dysfunction in inherited mutations of KCNA1. J. Physiol., 538 (Pt 1), 5–23 (2002). doi: 10.1113/jphysiol.2001.013242
  11. Al-Sabi A., Shamotienko O., Ni Dhochartaigh S., Muniyappa N., Le Berre M., Shaban H., Wang J., Sack J. T., and Dolly J. O. Arrangement of Kv1 alpha subunits dictates sensitivity to tetraethylammonium. J. Gen. Physiol., 136 (3), 273–282 (2010). doi: 10.1085/jgp.200910398
  12. Solé L., Sastre D., Colomer-Molera M., VallejoGracia A., Roig S. R., Pérez-Verdaguer M., Lillo P., Tamkun M. M., and Felipe A. Functional consequences of the variable stoichiometry of the Kv1.3-KCNE4 complex. Cells, 9 (5), 1128 (2020). doi: 10.3390/cells9051128
  13. 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
  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), Nekrasova O., Kudryashova K., Fradkov A., Yakimov S., Savelieva M., Kirpichnikov M., and Feofanov A. Straightforward approach to produce recombinant scorpion toxins – Pore blockers of potassium channels. J. Biotechnol., 241, 127 (2017). doi: 10.1016/j.jbiotec.2016.11.030
  16. 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
  17. Nilsson M., Lindström S. H., Kaneko M., and Pantazis A. An epilepsy-associated KV1.2 charge-transfer-center mutation impairs KV1.2 and KV1.4 trafficking. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 119 (17), e2113675119 (2022). doi: 10.1073/pnas.2113675119
  18. Coetzee W. A., Amarillo Y., Chiu J., Chow A., Lau D., McCormack T., Moreno H., Nadal M. S., Ozaita A., Pountney D., Saganich M., Vega-Saenz de Miera E., and Rudy B. Molecular diversity of K+ channels. Ann. N. Y. Acad. Sci., 868, 233–285 (1999). doi: 10.1111/j.1749-6632.1999.tb11293.x
  19. Yee J. X., Rastani A., and Soden M. E. The potassium channel auxiliary subunit Kvβ2 (Kcnab2) regulates Kv1 channels and dopamine neuron firing. J. Neurophysiol., 128, 62–72 (2022). doi: 10.1152/JN.00194.2022

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © 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».