التفاصيل البيبلوغرافية
| العنوان: |
Luminal Ca2+ regulation of RyR1 Ca2+ channel leak activation and inactivation in sarcoplasmic reticulum membrane vesicles. |
| المؤلفون: |
Palahniuk, C., Mutawe, M., Gilchrist, J.S.C. |
| المصدر: |
Canadian Journal of Physiology & Pharmacology; 2021, Vol. 99 Issue 2, p192-206, 15p |
| مصطلحات موضوعية: |
SARCOPLASMIC reticulum, COMPLEX organizations, RUTHENIUM, FLUORESCENCE, FLUX (Energy) |
| Abstract (English): |
In this study, we tested the hypothesis that the RyR1 Ca2+ channel closure is sensitive to outward trans-SR membrane Ca2+ gradients established by SERCA1 pumping. To perform these studies, we employed stopped-flow rapid-kinetic fluorescence methods to measure and assess how variation in trans-SR membrane Ca2+ distribution affects evolution of RyR1 Ca2+ leaks in RyR1/ CASQ1/SERCA1-rich membrane vesicles. Our studies showed that rapid filling of a Mag-Fura-2-sensitive free Ca2+ pool during SERCA1-mediated Ca2+ sequestration appears to be a crucial condition allowing RyR1 Ca2+ channels to close once reloading of luminal Ca2+ stores is complete. Disruption in the filling of this pool caused activation of Ruthenium Red inhibitable RyR1 Ca2+ leaks, suggesting that SERCA1 pump formation of outward Ca2+ gradients is an important aspect of Ca2+ flux control channel opening and closing. In addition, our observed ryanodine-induced shift in luminal Ca2+ from free to a CTC–Ca+-sensitive, CASQ1-associated bound compartment underscores the complex organization and regulation of SR luminal Ca2+. Our study provides strong evidence that RyR1 functional states directly and indirectly influence the compartmentation of luminal Ca2+. This, in turn, is influenced by the activity of SERCA1 pumps to fill luminal pools while synchronously reducing Ca2+ levels on the cytosolic face of RyR1 channels. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (French): |
Dans cette étude, nous avons confronté l'hypothèse selon laquelle la fermeture du canal Ca2+ RyR1 est sensible aux gradients transmembranaires d'ions Ca2+ sortants établis par la pompe Ca2+-ATPase du réticulum sarco/endoplasmique 1 (SERCA1). Nous avons procédé à ces études à l'aide de méthodes de fluorescence de cinétique rapide en flux arrêté (« stopped flow ») en vue de mesurer et d'évaluer les effets de la variation de la distribution des ions Ca2+ de part et d'autre de la membrane du réticulum sarcoplasmique (RS) sur l'évolution de la fuite d'ions Ca2+ par les canaux RyR1 dans des membranes vésiculaires enrichies en RyR1/CASQ1/SERCA1. Nos études ont montré que le remplissage rapide d'un « pool » d'ions Ca2+ libre de sensibilité à Mag-Fura-2 au cours de la séquestration d'ions Ca2+ médiée par SERCA1 semble constituer une condition cruciale pour permettre aux canaux Ca2+ RyR1 de se fermer une fois le remplissage des stores d'ions Ca2+ de la lumière terminé. La perturbation du remplissage de ce pool entraînait l'activation de fuites d'ions Ca2+ par les canaux RyR1 pouvant être inhibées par le rouge de ruthénium, ce qui laisse entendre que la formation de gradients d'ions Ca2+ sortants par l'action de la pompe SERCA1 constituerait un aspect important du contrôle du flux d'ions Ca2+ par l'ouverture et la fermeture de canaux. De plus, notre observation d'un déplacement par la ryanodine d'ions Ca2+ de la lumière d'un compartiment libre à un compartiment lié sensible au CTC–Ca+ et associé au CASQ1 souligne la complexité de l'organisation et de la régulation des ions Ca2+ dans la lumière du RS. Notre étude apporte des données probantes robustes quant à l'influence directe et indirecte des états fonctionnels des canaux RyR1 sur la compartimentation des ions Ca2+ dans la lumière. Ce phénomène est à son tour influencé par l'activité des pompes SERCA1 pour le remplissage des pools de la lumière comme pour la réduction synchrone des taux d'ions Ca2+ au niveau de la face cytosolique des canaux RyR1. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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