Unravelling the intricate cooperativity of subunit gating in P2X2 ion channels

GND
1078382700
ORCID
0000-0003-0731-0469
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Sattler, Christian;
GND
1284218279
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Eick, Thomas;
GND
131960367X
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Hummert, Sabine;
Zugehörigkeit
Fakultät Elektrotechnik, Fachhochschule Schmalkalden, Schmalkalden, Germany
Schulz, Eckhard;
GND
1319605257
ORCID
0000-0002-8441-4264
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Schmauder, Ralf;
GND
123855454
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Schweinitz, Andrea;
GND
1319608582
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Unzeitig, Christopher;
Zugehörigkeit
BIOLOG Life Science Institute GmbH & Co. KG, Bremen, Germany
Schwede, Frank;
GND
1150535482
Zugehörigkeit
Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Benndorf, Klaus

Ionotropic purinergic (P2X) receptors are trimeric channels that are activated by the binding of ATP. They are involved in multiple physiological functions, including synaptic transmission, pain and inflammation. The mechanism of activation is still elusive. Here we kinetically unraveled and quantified subunit activation in P2X2 receptors by an extensive global fit approach with four complex and intimately coupled kinetic schemes to currents obtained from wild type and mutated receptors using ATP and its fluorescent derivative 2-[DY-547P1]-AET-ATP (fATP). We show that the steep concentration-activation relationship in wild type channels is caused by a subunit flip reaction with strong positive cooperativity, overbalancing a pronounced negative cooperativity for the three ATP binding steps, that the net probability fluxes in the model generate a marked hysteresis in the activation-deactivation cycle, and that the predicted fATP binding matches the binding measured by fluorescence. Our results shed light into the intricate activation process of P2X channels.

Zitieren

Zitierform:
Zitierform konnte nicht geladen werden.

Rechte

Rechteinhaber: © The Author(s) 2020

Nutzung und Vervielfältigung: