Amide hydrogens reveal a temperature-dependent structural transition that enhances site-II Ca2+-binding affinity in a C-domain mutant of cardiac troponin C

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.