設計された三量体/四量体電圧格付けH+チャネルのゲーティング

電圧依存H（+）チャネルは、標準の四量体電圧依存チャネルとは異なる構成であるダイマーとして機能します。各チャネルプロトマーには、独自の透過経路があります。C末端コイルドコイルドメインは、2つのチャネルプロトマーでの二量体化と協同組合ゲーティングの両方に必要であることが示されています。ここでは、コイルドコイルアセンブリドメインの疎水性コアシーケンスを変更することにより設計された三量体および四量体HVチャネルのゲーティング協同性を報告します。三量体および四量体チャネルは、二量体チャネルよりもh（+）透過の活性化のより迅速でシグモイド性の速度論を示し、三量体と四量体の一部のチャネルプロトマーが野生型二量体で観察されるゲーティング協同性を生成できなかったことを示唆しています。結晶学を含むタンパク質の生化学的分析によって、三量体および四量体チャネルの多量化が確認されました。これらの発見は、電圧依存性H（+）チャネルが、血球中の持続的で急勾配の電圧依存性H（+）コンダクタンスを保証する効率的な協同ゲーティングを備えたコイルドコイルコアのシーケンスパターンの固体基盤の二量体チャネルとして最適に設計されていることを示しています。

The voltage-gated H(+) channel functions as a dimer, a configuration that is different from standard tetrameric voltage-gated channels. Each channel protomer has its own permeation pathway. The C-terminal coiled-coil domain has been shown to be necessary for both dimerization and cooperative gating in the two channel protomers. Here we report the gating cooperativity in trimeric and tetrameric Hv channels engineered by altering the hydrophobic core sequence of the coiled-coil assembly domain. Trimeric and tetrameric channels exhibited more rapid and less sigmoidal kinetics of activation of H(+) permeation than dimeric channels, suggesting that some channel protomers in trimers and tetramers failed to produce gating cooperativity observed in wild-type dimers. Multimerization of trimer and tetramer channels were confirmed by the biochemical analysis of proteins, including crystallography. These findings indicate that the voltage-gated H(+) channel is optimally designed as a dimeric channel on a solid foundation of the sequence pattern of the coiled-coil core, with efficient cooperative gating that ensures sustained and steep voltage-dependent H(+) conductance in blood cells.