Functional characterization of PHHI-inducing mutations in SUR1

Tawakkol, Wael

22 Mutationen in SUR 1 mit bekannter Ursache für PHHI wurden analysiert, um die Hypothese zu testen, dass PHHI als Folge des Schließens des Sulfonylharnstoffrezeptors in seiner nicht bindenden Zustand sein könnte. Vier Mutationen haben die Bindung von Diazoxid völlig aufgehoben, wobei neun sie signifikant geschwächt haben. Alle haben den inhibatorischen Effekt von MgATP auf der hochaffinen Bindung von [3H]Glibenclamid reduziert. Diese Ergebnisse unterstützen daher die Idee, dass Schliessen des Rezeptors in seiner off- Konformation PHHI induziert. Basiert auf den Sequenziervergleich zwischen Hisp und den NBFs von SUR 1 und die von der Kristallstruktur von Hisp gewonnenen Informationen, wurde eine ternäre Struktur von den NBFs von SURs hergeleitet. Außerdem wurde die funktionelle Relevanz einiger Aminosäuren, die vermutlich von kritischer Bedeutung für die ATPBindung sind, getestet. Ferner wurde die Lokalität mehrer PHHI-Mutanten in der ternären Struktur bestimmt, um eine strukturelle Basis für die Defekte der PHHIMutante vorzulegen. Die Ergebnisse vermuten, dass einige PHHI-Mutante kritisch für die Koordination von ATP sind, während andere für die von der ATP-Hydrolyse resultierende konformationelle Änderungen notwendig sind.

To test the hypothesis that PHHI results from locking the sulfonylurea receptor in non binding state characterized by low affinity for Kcos and nucleoside diphosphates and a lack of an inhibitory effect of MgATP on glibenclamide binding 22 mutations in SUR1 known to cause PHHI were analyzed. Four of the PHHI mutations were found to completely abolish and nine to significantly weaken diazoxide binding and reduce the inhibitory effect of MgATP on high affinity [³H]glibenclamide binding. The findings convincingly support the idea that locking the receptor in off conformation induces PHHI. Based on a sequence alignment between HisP and the NBFs of SUR1and the data from the crystal structure of Hisp, a tertiary structure of the NBFs of SURs was deduced and the functional relevance of residues predicted to be critical for ATP binding was examined. To propose a structural basis for the defects of PHHI mutants the location of several PHHI mutations in the tertiary structure was determined. The results suggest that some of the PHHI mutants are critical for the coordination of ATP, while others are essential for transducing conformational changes resulting from ATP hydrolysis.

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Tawakkol, Wael: Functional characterization of PHHI-inducing mutations in SUR1. 2001.

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