電壓門控鈉(Nav)通道負責動作電位的快速上升,因此在細胞膜興奮性和電信號傳遞中起著至關重要的作用。NAV通道復合體通常由一個由SCNxA編碼的核心α亞基(x=1-5對應于Nav1.1-NaV1.5,x=8-11,對應于Nav1.6-Nav1.9)和一個或兩個輔助β亞單位組成。當α亞基足夠用于電壓傳感和離子選擇性電導時,β亞基調節α亞基的膜定位,調節Na電流的峰值,改變電壓依賴性通道激活和失活的動力學。β亞基包括一個氨基(N)末端免疫球蛋白(Ig)結構域、一個單跨膜螺旋(TM)和一個胞內結構域,β1和β3通過非共價相互作用與α結合,而β2和β4分別與α(6-10)形成二硫鍵。人Nav1.2-β2復合物與μ-圓錐毒素KIIIA結合的冷凍電鏡分析
來自電鰻和人類Nav1.4與β1的復合物的結構顯示界面在這兩個物種之間是保守的。洞察其他β亞基的識別主要來自誘變分析和個體β亞基的結構信息。
除了β亞基外,NAV通道還受到各種動物毒液中大量天然毒素的調節。通常有兩類毒素,孔阻滯劑和門控改性劑毒素(GMT)。前者以胍類神經毒素河豚毒素(TTX)和Saxitoxin(STX)為例,直接阻斷離子電導。后者通常是長度從幾個殘基到幾十個殘基的肽,與電壓敏感域(VSD)結合,改變通道的電壓依賴的門控特性。一些肽類毒素,例如從錐形蝸牛中鑒定出的μ-圓錐毒素,也起著孔隙阻滯劑的作用。與小分子孔道阻滯劑相比,肽類阻滯劑具有更嚴格的NaV亞型特異性,因此由于NAV通道的病理生理意義,代表了藥理學意義的線索。肽類毒素與NaV通道的結合方式不同
昆蟲Nav通道NavPaS的結構與TTX、STX和GMT,Dc1a相互配合,揭示了這些具有代表性的毒素的識別和作用方式的分子基礎。在本文中,我們介紹了β1和β2亞基的配合物Nav1.7的結構,以及(1)GMTs
Pro毒素II(ProTxII)和TTX(Nav1.7-PT)和(II)Huwentoxin-IV(HWTX-IV)和STX(Nav1.7-HS)的結構。然而,關于NAV通道與肽類孔阻滯劑之間的分子識別,還沒有任何結構信息。
在這里,研究人員報告了在輔助亞基β2存在下,人源Nav1.2與肽類孔阻滯劑μ-cono毒素KIIIA結合的冷凍電鏡結構,分辨率達到3.0 ?。β2的免疫球蛋白(Ig)結構域通過二硫鍵與孔隙結構域的肩部相互作用。16-殘基KIIIA在重復I至Ⅲ中與胞外段相互作用,將Lys 7置于選擇性過濾器的入口。許多相互作用的殘基是Nav1.2特有的,揭示了KIIIA特異性的分子基礎。該結構為NaV通道特定亞型阻滯劑的合理設計建立了一個框架。