Analiza structurală pentru un receptor de ryanodină 1 obține o perspectivă asupra eliberării de calciu în timpul contracției musculare

Wenbo Chen și Misha Kudryashev de la Max Planck Institute of Biophysics și Buchmann Institute for Molecular Life Sciences din Goethe University Frankfurt au reușit să elucideze structura RyR1 în state închise și deschise. Important, comparativ cu structurile raportate anterior de RyR1 care au fost extrase din celule, structurile actuale sunt determinate în membranele native ale reticulului sarcoplasmatic, făcându-le mai relevante din punct de vedere fiziologic.

ioni

Structura RyR1

Se știe că contracția musculară este reglată de calciu. Un potențial de acțiune generat de un neuron motor se propagă pe suprafața celulei musculare, activează canalele de calciu cu tensiune și permite fluxul de calciu în celula musculară. Acest calciu activează un alt canal ionic numit receptor de ryanodină (RyR1 în celulele musculare) care eliberează și mai mult calciu stocat în reticulul sarcoplasmatic în citoplasma celulei. Difuzia de calciu în citoplasmă între filamentele miozinei și actinei fibrilelor musculare determină alunecarea filamentelor una în cealaltă, declanșând contracția întregii fibre musculare. Pe măsură ce potențialul de acțiune se descompune, ionii de calciu sunt pompați activ înapoi în reticulul sarcoplasmatic cu pompa SERCA (ATPaza de calciu a reticulului sarcoplasmatic/endoplasmic).

În cercetarea actuală, veziculele reticulului sarcoplasmatic au fost purificate, imaginate prin tomografie crio-electronică și structura a fost rezolvată prin medie la o rezoluție de 12,6 Å. Prezența contextului nativ a arătat mai multe trăsături care nu au fost observate anterior; pot fi văzute densități de electroni asemănători helixelor care traversează stratul bilateral la aproximativ 5 nm de domeniul transmembranar RyR1, precum și extensii sarcoplasmatice care leagă RyR1 cu o rețea de calsequestrină presupusă. Conformația primară a RyR1 în membranele native și variantele sale structurale sunt documentate. În mod surprinzător, activarea RyR1 este asociată cu modificări ale curburii și mișcării membranei în extensiile sarcoplasmatice.

Aceste structuri oferă o perspectivă asupra mecanismului RyR1 în mediul său natural.