プラセンタに発現する CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルの構造的特徴

Core Concepts

CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、サブユニットの組成と配置が多様であり、それぞれのサブユニットが独自の構造的特徴を維持しながら、相互作用によって影響を受けることが明らかになった。

Abstract

本研究では、プラセンタに発現する CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルの構造的特徴を明らかにした。

CALHM2 と CALHM4 は、ヘテロマー性チャネルを形成することが示された。一方で、CALHM6 との相互作用は弱かった。
CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、サブユニットの組成と配置が多様であった。主要な集団は、CALHM2 が優位で、2-4 個の CALHM4 サブユニットを含むものであった。
ヘテロマー性チャネル内では、CALHM2 と CALHM4 のサブユニットが独自の構造的特徴を維持しつつ、相互作用によって影響を受けていた。特に、CALHM2 サブユニットの TM1 ヘリックスの配向が変化し、CALHM4 サブユニットの近傍では「下向き」の構造をとるようになった。
この構造変化は、チャネル内部の脂質様密度の分布にも影響を及ぼしていた。

Stats

CALHM2 と CALHM4 のサブユニット間の接触面積は、それぞれ 5,400 Å2 と 3,960 Å2 であった。
CALHM4 サブユニットが 2 個以上含まれるヘテロマー性チャネルでは、CALHM2 サブユニットの一部が「下向き」の構造をとっていた。

Quotes

「CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、サブユニットの組成と配置が多様であり、それぞれのサブユニットが独自の構造的特徴を維持しながら、相互作用によって影響を受けている」
「CALHM2 サブユニットの TM1 ヘリックスの配向は、CALHM4 サブユニットの近傍では「下向き」の構造をとるようになった」

Key Insights Distilled From

Structural features of heteromeric channels composed of CALHM2 and CALHM4 paralogs

by Drozdzyk,K.,... at www.biorxiv.org 01-20-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.18.576238v2

Deeper Inquiries

CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルの生理学的役割は何か?

CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、大きな孔を持つチャネルファミリーであり、これらのチャネルは細胞内外の物質の拡散を可能にする大規模なオリゴマー構造を形成します。これらのチャネルは、ATPなどのシグナル分子の拡散を促進し、代謝産物やシグナル伝達分子の移動を可能にします。CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、特定の条件下で活性化され、異なるストイキオメトリーで組み立てられます。これらのチャネルは、CALHM4 サブユニットが優勢である大きなポアを持ち、CALHM2 サブユニットも含まれています。このヘテロマー性チャネルは、CALHM2 と CALHM4 の相互作用によって形成され、それぞれのサブユニットが異なる構造的特性を示し、チャネルの機能に影響を与えます。これにより、CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルは、細胞内外の物質の拡散を調節し、細胞の生理学的プロセスに重要な役割を果たす可能性があります。

CALHM2 と CALHM4 のサブユニット組成の違いが、チャネルの機能にどのように影響するのか?

CALHM2 と CALHM4 のサブユニット組成の違いは、ヘテロマー性チャネルの機能に重要な影響を与えます。CALHM2 と CALHM4 のヘテロマー性チャネルでは、CALHM4 サブユニットが優勢であり、CALHM2 サブユニットが含まれています。この組成の違いにより、チャネル内のサブユニットの配置が異なり、それぞれのサブユニットが特定の機能的役割を果たすことが可能になります。CALHM4 サブユニットは、ホモマーと同様に「下向き」の構造を示し、特定の位置に固定されています。一方、CALHM2 サブユニットは、近隣のCALHM4 サブユニットに影響を受けて「上向き」の構造を示す場合があります。このような異なるサブユニットの構造は、チャネルの機能や物質の透過性に影響を与え、特定の条件下でのチャネルの活性化や制御に寄与します。

CALHM ファミリーの他のメンバーも、ヘテロマー性チャネルを形成するのか?

CALHM ファミリーの他のメンバーも、特定の条件下でヘテロマー性チャネルを形成する可能性があります。CALHM ファミリーの構成員は、類似した構造を持ちながらも、異なる機能的特性を示すことが知られています。CALHM1 と CALHM3 のように、特定の組み合わせではヘテロマー性チャネルを形成し、新たな機能を獲得することが報告されています。したがって、他の CALHM ファミリーのメンバーも、特定のサブユニットとの相互作用によってヘテロマー性チャネルを形成し、新たな生理学的役割を果たす可能性があります。これにより、CALHM ファミリーのメンバーが異なる条件下で異なる機能を発揮し、細胞内外の物質の輸送やシグナル伝達において重要な役割を果たすことが期待されます。