Amide hydrogens reveal a temperature-dependent structural transition that enhances site-II Ca2+-binding affinity in a C-domain mutant of cardiac troponin C
Carregando...
Data
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Artigo de periódico
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Resumo
The hypertrophic cardiomyopathy-associated mutant D145E, in cardiac troponin C (cTnC) C-domain, causes generalised instability at multiple sites in the isolated protein. As a result, structure and function of the mutant are more susceptible to higher temperatures. Above 25 °C there are large, progressive increases in N-domain Ca2+-binding affinity for D145E but only small changes for the wild-type protein. NMR-derived backbone amide temperature coefficients for many residues show a sharp transition above 30–40 °C, indicating a temperature-dependent conformational change that is most prominent around the mutated EF-hand IV, as well as throughout the C-domain. Smaller, isolated changes occur in the N-domain. Cardiac skinned fibres reconstituted with D145E are more sensitive to Ca2+ than fibres reconstituted with wild-type, and this defect is amplified near body-temperature. We speculate that the D145E mutation destabilises the native conformation of EF-hand IV, leading to a transient unfolding and dissociation of helix H that becomes more prominent at higher temperatures. This creates exposed hydrophobic surfaces that may be capable of binding unnaturally to a variety of targets, possibly including the N-domain of cTnC when it is in its open Ca2+-saturated state. This would constitute a potential route for propagating signals from one end of TnC to the other.
Abstract
A mutação D145E associada à cardiomiopatia hipertrófica, no domínio C da troponina C cardíaca (cTnC), causa instabilidade generalizada em vários locais na proteína isolada. Como resultado, a estrutura e a função da mutação ficam mais suscetíveis a temperaturas mais altas. Acima de 25°C, há um aumento progressivo na afinidade de ligação ao Ca2+ do domínio N para D145E, mas apenas pequenas alterações para a proteína do tipo selvagem. Os coeficientes de temperatura da amida de cadeia principal derivada de NMR para muitos resíduos mostra uma transição acentuada acima de 30-40 °C, indicando uma mudança conformacional dependente da temperatura que é mais proeminente em torno do EF-hand IV mutado, bem como em todo o domínio C. Alterações menores e isoladas ocorrem no domínio N. As fibras da pele cardíaca reconstituídas com D145E são mais sensíveis ao Ca2+ do que as fibras reconstituídas com o tipo selvagem, e esse defeito é amplificado próximo à temperatura corporal. Especulamos que a mutação D145E desestabiliza a conformação nativa de EF-hand IV, levando a um desdobramento transitório e dissociação da hélice H que se torna mais proeminente em temperaturas mais altas. Isso cria superfícies hidrofóbicas expostas que podem ser capazes de se ligar de forma não natural a uma variedade de alvos, possivelmente incluindo o domínio N de cTnC quando está em seu estado aberto saturado com Ca2+. Isso constituiria uma rota potencial para a propagação de sinais de uma extremidade do TnC para a outra.
Assunto
Coração, Hipertrofia, Espectroscopia de ressonancia nuclear, Amidos, Hidrogênio
Palavras-chave
Cardiac hypertrophy, Solution-state NMR
Citação
Departamento
Curso
Endereço externo
https://www.nature.com/articles/s41598-017-00777-6#auth-Tiago-Veltri