CNGチャネルの活性を制御する分子領域

網膜光受容体（ROD）および嗅覚ニューロン（OLF）のCNGチャネルのアルファサブユニットは、細胞質NH（2）末端、膜貫通コア領域（セグメントS1-S6を含む）、および細胞質COOH終端で構成されるタンパク質です。COOH末端には、C-Linker（CL）によってコア領域にリンクされている環状ヌクレオチド単リン酸結合ドメインNBDが含まれています。環状ヌクレオチドのNBDへの結合は、アロステリックメカニズムによってチャネルの開口部を促進します。キメラチャネルを構築し、[CGMP]を決定することにより、CGMPに対する感度がRODよりも22倍高い理由を調べました（EC（50））。RODとOLFの間のEC（50）値の特徴的な違いは、NH（2）末端とCore-CL領域によって導入されましたが、NBDは逆説的な効果を示しました。自由エネルギー差の違いは、これら3つの領域のそれぞれについて決定され、他の2つの領域のすべての可能な組み合わせがありました。対応するOLF領域に関するロッド領域の場合、オープンチャネルの立体構造は、NH（2）末端（Delta（Deltag）= -1.0〜 -2.0 RT）およびCore -CL領域（Delta（Deltag）= -2.0〜 -2.9 RT）によって不安定になりました。RODおよびOLFのNH（2）末端欠失変異体は、わずか0.9 RTのDelta（Deltag）によって異なりましたが、野生型チャネルは3.1 RTのはるかに大きな値によって異なりました。結果は、RODおよびOLFでは、NH（2）末端、Core-CL領域、およびNBDでは、他の2つの領域の特定の組成に依存しない特徴的なDelta（Deltag）値が異なり、NH（2）末端が野生型チャネル間のDelta（Deltag）の主要部分を生成することを示しています。

The alpha subunits of CNG channels of retinal photoreceptors (rod) and olfactory neurons (olf) are proteins that consist of a cytoplasmic NH(2) terminus, a transmembrane core region (including the segments S1-S6), and a cytoplasmic COOH terminus. The COOH terminus contains a cyclic nucleotide monophosphate binding domain NBD) that is linked by the C-linker (CL) to the core region. The binding of cyclic nucleotides to the NBD promotes channel opening by an allosteric mechanism. We examined why the sensitivity to cGMP is 22 times higher in olf than in rod by constructing chimeric channels and determining the [cGMP] causing half maximum channel activity (EC(50)). The characteristic difference in the EC(50) value between rod and olf was introduced by the NH(2) terminus and the core-CL region, whereas the NBD showed a paradoxical effect. The difference of the free energy difference Delta(DeltaG) was determined for each of these three regions with all possible combinations of the other two regions. For rod regions with respect to corresponding olf regions, the open channel conformation was destabilized by the NH(2) terminus (Delta(DeltaG) = -1.0 to -2.0 RT) and the core-CL region (Delta(DeltaG) = -2.0 to -2.9 RT), whereas it was stabilized by the NBD (Delta(DeltaG) = 0.3 to 1.1 RT). The NH(2) terminus deletion mutants of rod and olf differed by Delta(DeltaG) of only 0.9 RT, whereas the wild-type channels differed by the much larger value of 3.1 RT. The results show that in rod and olf, the NH(2) terminus, the core-CL region, and the NBD differ by characteristic Delta(DeltaG) values that do not depend on the specific composition of the other two regions and that the NH(2) terminus generates the main portion of Delta(DeltaG) between the wild-type channels.