Background

Mutations in cardiac sodium channel Na_v1.5 cause Brugada syndrome (BrS). MOG1 is a chaperone that binds to Na_v1.5, facilitates Na_v1.5 trafficking to the cell surface, and enhances the amplitude of sodium current I_Na.

Objective

The purpose of this study was to identify structural elements involved in MOG1-Na_v1.5 interaction and their relevance to the pathogenesis of BrS.

Methods

Systematic analyses of large deletions, microdeletions, and point mutations, and glutathione S-transferases pull-down, co-immunoprecipitation, cell surface protein quantification, and patch-clamping of I_Na were performed.

Results

Large deletion analysis defined the MOG1-Na_v1.5 interaction domain to amino acids S₄₇₆-H₅₈₅ of Na_v1.5 Loop I connecting transmembrane domains I and II. Microdeletion and point mutation analyses further defined the domain to F₅₃₀T₅₃₁F₅₃₂R₅₃₃R₅₃₄R₅₃₅. Mutations F530A, F532A, R533A, and R534A, but not T531A and R535A, significantly reduced MOG1-Na_v1.5 interaction and eliminated MOG1-enhanced I_Na. Mutagenesis analysis identified D24, E36, D44, E53, and E101A of MOG1 as critical residues for interaction with Na_v1.5 Loop I. We then characterized 3 mutations at the MOG1-Na_v1.5 interaction domain: p.F530V, p.F532C, and p.R535Q reported from patients with long QT syndrome and BrS. We found that p.F532C reduced MOG1-Na_v1.5 interaction and eliminated MOG1 function on I_Na; p.R535Q is also a loss-of-function mutation that reduces I_Na amplitude in a MOG1-independent manner, whereas p.F530V is benign as it does not have an apparent effect on MOG1 and I_Na.

Conclusion

Our findings define the MOG1-Na_v1.5 interaction domain to a 5-amino-acid motif of F₅₃₀T₅₃₁F₅₃₂R₅₃₃R₅₃₄ in Loop I. Mutation p.F532C associated with BrS abolishes Na_v1.5 interaction with MOG1 and reduces MOG1-enhanced I_Na density, thereby uncovering a novel molecular mechanism for the pathogenesis of BrS.

中文翻译：

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对心脏钠通道 Nav1.5 与 MOG1 相互作用的机制见解以及 Brugada 综合征的新分子机制

背景

心脏钠通道 Na _v 1.5 的突变导致 Brugada 综合征 (BrS)。MOG1 是一种分子伴侣，可与 Na _v 1.5 结合，促进 Na _v 1.5 向细胞表面的运输，并增强钠电流 I _Na的幅度。

客观的

本研究的目的是确定参与 MOG1-Na _v 1.5 相互作用的结构元素及其与 BrS 发病机制的相关性。

方法

对大缺失、微缺失和点突变以及谷胱甘肽 S-转移酶下拉、免疫共沉淀、细胞表面蛋白定量和 I _Na膜片钳进行了系统分析。

结果

大缺失分析定义了 MOG1-Na _v 1.5 与连接跨膜结构域 I 和 II的 Na _v 1.5 Loop I 的氨基酸 S ₄₇₆ -H _{585的相互作用结构域。}微缺失和点突变分析进一步定义了 F ₅₃₀ T ₅₃₁ F ₅₃₂ R ₅₃₃ R ₅₃₄ R ₅₃₅的结构域。突变 F530A、F532A、R533A 和 R534A，但不是 T531A 和 R535A，显着降低 MOG1-Na _v 1.5 相互作用并消除 MOG1 增强 I _Na。诱变分析确定 MOG1 的 D24、E36、D44、E53 和 E101A 是与 Na _{v相互作用的关键残基}1.5 Loop I。然后，我们对 MOG1-Na _v 1.5 相互作用域的 3 个突变进行了表征：p.F530V、p.F532C 和 p.R535Q 从长 QT 综合征和 BrS 患者报告。我们发现 p.F532C 降低了 MOG1-Na _{v 1.5 的相互作用并消除了 I Na}上的 MOG1 功能；p.R535Q 也是一种功能缺失突变，它以不依赖 MOG1 的方式降低 I _Na幅度，而 p.F530V 是良性的，因为它对 MOG1 和 I _Na没有明显影响。

结论

我们的研究结果将 MOG1-Na _{v 1.5 相互作用域定义为 Loop I 中 F 530} T ₅₃₁ F ₅₃₂ R ₅₃₃ R ₅₃₄的 5-氨基酸基序。与 BrS 相关的突变 p.F532C 消除了 Na _v 1.5 与 MOG1 的相互作用并减少MOG1 增强 I _Na密度，从而揭示了 BrS 发病机制的新分子机制。