シクロデキストリン誘発膜張力の下でのメカノセンシティブチャネルの立体配座アンサンブルおよび脂質環境の監視

膜力は、機械的な手がかりを電気信号に変換できるようにする機械感受性チャネルの平衡をシフトします。安定化するための分子ツールとそれらの非常に動的な状態をキャプチャする方法は不足しています。シクロデキストリンは、膜からの脂質の隔離を通して張力を模倣できます。ここでは、EPR分光法、NMRを伴う脂質環境、およびシクロデキストリン誘発張力下での電気生理学との機能により、MSCの立体構造アンサンブルをプローブします。MSCの活性化の程度は、シクロデキストリンとリピッドの比に依存し、MSCが存在すると脂質が枯渇することを示します。これは、ナノディスクやリポソームなどの異なる膜足場が使用される場合のMSCの活性化動態に影響を及ぼします。MSCは、閉鎖に必要な脂質の入手可能性がないため、脱感作する前に、閉鎖状態から閉鎖状態から閉鎖状態へと通過します。私たちのアプローチは、膜タンパク質の緊張感受性状態を監視し、二重層に分子張力を誘導できるスクリーニング分子を監視することができます。

Membrane forces shift the equilibria of mechanosensitive channels enabling them to convert mechanical cues into electrical signals. Molecular tools to stabilize and methods to capture their highly dynamic states are lacking. Cyclodextrins can mimic tension through the sequestering of lipids from membranes. Here we probe the conformational ensemble of MscS by EPR spectroscopy, the lipid environment with NMR, and function with electrophysiology under cyclodextrin-induced tension. We show the extent of MscS activation depends on the cyclodextrin-to-lipid ratio, and that lipids are depleted slower when MscS is present. This has implications in MscS' activation kinetics when distinct membrane scaffolds such as nanodiscs or liposomes are used. We find MscS transits from closed to sub-conducting state(s) before it desensitizes, due to the lack of lipid availability in its vicinity required for closure. Our approach allows for monitoring tension-sensitive states in membrane proteins and screening molecules capable of inducing molecular tension in bilayers.