Insights into the Three-Dimensional Organization of Ryanodine Receptors

The ryanodine receptor encompasses a high-conductance calcium channel that plays a critical role in intracellular calcium signalling and its dysfunction has been implicated in numerous cardiovascular and neuromuscular disorders. Here, we discuss the vario

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Insights into the Three-Dimensional Organization of Ryanodine Receptor

L. G. D’Cruz . C. C. Yin . A. J. Williams . F. Anthony Lai

1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

Ryanodine Receptors in Human Pathology and Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia (CPVT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy (ARVC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Malignant Hyperthermia (MH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Central Core Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Myasthenia Gravis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Alzheimer’s Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Structural Information to Understand Disease Pathophysiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

3 cryo-EM Topology of the RyR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467 3.1 Cytoplasmic Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467 3.2 Transmembrane Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

RyR Domain Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 MIR Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 SPRY Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 EF Hand Domains and Ca2+ Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 Transmembrane Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 FKBP B