Voltage-sensing proteins generally consist of voltage-sensor domains and pore-gate domains, forming the voltage-gated ion channels. However, there are several unconventional voltage-sensor proteins that lack pore-gate domains, conferring them unique voltage-sensing machinery. TMEM266, which is expressed in cerebellum granule cells, is one of the interesting voltage-sensing proteins that has a putative intracellular coiled-coil and a functionally unidentified cytosolic region instead of a pore-gate domain. Here, we approached the molecular function of TMEM266 by performing co-immunoprecipitation experiments. We unexpectedly discovered that TMEM266 proteins natively interact with the novel short form splice variants that only have voltage-sensor domains and putative cytosolic coiled-coil region in cerebellum. The crystal structure of coiled-coil region of TMEM266 suggested that these coiled-coil regions play significant roles in forming homodimers. In vitro expression experiments supported the idea that short form TMEM266 (sTMEM266) or full length TMEM266 (fTMEM266) form homodimers. We also performed proximity labeling mass spectrometry analysis for fTMEM266 and sTMEM266 using Neuro-2A, neuroblastoma cells, and fTMEM266 showed more interacting molecules than sTMEM266, suggesting that the C-terminal cytosolic region in fTMEM266 binds to various targets. Finally, TMEM266-deficient animals showed the moderate abnormality in open-field test. The present study provides clues about the novel voltage-sensing mechanism mediated by TMEM266.

中文翻译：

---

深入了解一种独特的电压传感器蛋白 (TMEM266) 及其在小鼠小脑中的简称

电压感应蛋白通常由电压传感器域和孔栅域组成，形成电压门控离子通道。然而，有几种非常规的电压传感器蛋白缺乏孔门结构域，赋予它们独特的电压传感机制。TMEM266 在小脑颗粒细胞中表达，是一种有趣的电压感应蛋白，它具有推定的细胞内卷曲螺旋和功能上未知的细胞溶质区域，而不是孔门结构域。在这里，我们通过进行免疫共沉淀实验来研究 TMEM266 的分子功能。我们出乎意料地发现，TMEM266 蛋白与新型短剪接变体天然相互作用，这些剪接变体在小脑中仅具有电压传感器结构域和推定的胞质卷曲螺旋区域。TMEM266的卷曲螺旋区域的晶体结构表明这些卷曲螺旋区域在形成同源二聚体中起重要作用。体外表达实验支持短形式 TMEM266 (sTMEM266) 或全长 TMEM266 (fTMEM266) 形成同源二聚体的观点。我们还使用 Neuro-2A 对 fTMEM266 和 sTMEM266 进行了邻近标记质谱分析，神经母细胞瘤细胞和 fTMEM266 显示出比 sTMEM266 更多的相互作用分子，这表明 fTMEM266 中的 C 末端胞质区域与各种靶标结合。最后，TMEM266缺陷动物在旷场试验中表现出中度异常。本研究提供了有关 TMEM266 介导的新型电压传感机制的线索。体外表达实验支持短形式 TMEM266 (sTMEM266) 或全长 TMEM266 (fTMEM266) 形成同源二聚体的观点。我们还使用 Neuro-2A 对 fTMEM266 和 sTMEM266 进行了邻近标记质谱分析，神经母细胞瘤细胞和 fTMEM266 显示出比 sTMEM266 更多的相互作用分子，这表明 fTMEM266 中的 C 末端胞质区域与各种靶标结合。最后，TMEM266缺陷动物在旷场试验中表现出中度异常。本研究提供了有关 TMEM266 介导的新型电压传感机制的线索。体外表达实验支持短形式 TMEM266 (sTMEM266) 或全长 TMEM266 (fTMEM266) 形成同源二聚体的观点。我们还使用 Neuro-2A 对 fTMEM266 和 sTMEM266 进行了邻近标记质谱分析，神经母细胞瘤细胞和 fTMEM266 显示出比 sTMEM266 更多的相互作用分子，这表明 fTMEM266 中的 C 末端胞质区域与各种靶标结合。最后，TMEM266缺陷动物在旷场试验中表现出中度异常。本研究提供了有关 TMEM266 介导的新型电压传感机制的线索。和 fTMEM266 显示出比 sTMEM266 更多的相互作用分子，这表明 fTMEM266 中的 C 端胞质区与各种靶标结合。最后，TMEM266缺陷动物在旷场试验中表现出中度异常。本研究提供了有关 TMEM266 介导的新型电压传感机制的线索。和 fTMEM266 显示出比 sTMEM266 更多的相互作用分子，这表明 fTMEM266 中的 C 端胞质区与各种靶标结合。最后，TMEM266缺陷动物在旷场试验中表现出中度异常。本研究提供了有关 TMEM266 介导的新型电压传感机制的线索。