The C-terminal region of Clostridium perfringens enterotoxin (C-CPE) can bind to specific claudins, resulting in the disintegration of tight junctions (TJs) and an increase in the paracellular permeability across epithelial cell sheets. Here we present the structure of mammalian claudin-19 in complex with C-CPE at 3.7 Å resolution. The structure shows that C-CPE forms extensive hydrophobic and hydrophilic interactions with the two extracellular segments of claudin-19. The claudin-19/C-CPE complex shows no density of a short extracellular helix that is critical for claudins to assemble into TJ strands. The helix displacement may thus underlie C-CPE-mediated disassembly of TJs.

Abstract ATP11C, a member of P4-ATPase flippase, exclusively translocates phosphatidylserine from the outer to the inner leaflets of the plasma membrane, and maintains the asymmetric distribution of phosphatidylserine in the living cell. However, the mechanisms by which ATP11C translocates phosphatidylserine remain elusive. Here we show the crystal structures of a human plasma membrane flippase, ATP11C-CDC50A complex, in an outward-open E2P conformation. Two phosphatidylserine molecules are in a conduit that continues from the cell surface to the occlusion site in the middle of the membrane. Mutations in either of the phosphotidylserine binding sites or along the pathway between significantly impairs specific ATPase and transport activities. We propose a model for phosphatidylserine translocation from the outer to the inner leaflet of the plasma membrane.

Voltage-dependent Ca2+ channels (Cavs) are indispensable for coupling action potentials with Ca2+ signaling in living organisms. The structure of Cavs is similar to that of voltage-dependent Na+ channels (Navs). It is known that prokaryotic Navs can obtain Ca2+ selectivity by negative charge mutations of the selectivity filter, but native prokaryotic Cavs had not yet been identified.Here, we report the first identification of a native prokaryotic Cav, CavMr, and its relative, NavPp. Although CavMr contains a smaller number of negatively charged residues in the selectivity filter than artificial prokaryotic Cavs, CavMr exhibits high Ca2+ selectivity. In contrast, NavPp, which has similar filter sequence to artificial Cavs, mainly allows Na+ to permeate. Interestingly, a NavPp mutant whose selectivity filter was replaced with that of CavMr exhibits high Ca2+ selectivity. Mutational analyses revealed that the glycine residue of the CavMr selectivity filter is a determinant for Ca2+ selectivity. This glycine residue is well conserved among subdomains I and III of eukaryotic Cavs.These findings provide new insight into the Ca2+ selectivity mechanism conserved from prokaryotes to eukaryotes.

The gastric proton pump (H+,K+-ATPase), a P-type ATPase responsible for gastric acidification, mediates electro-neutral exchange of H+ and K+ coupled with ATP hydrolysis, but with an as yet undetermined transport stoichiometry. Here we show crystal structures at a resolution of 2.5 Å of the pump in the E2-P transition state, in which the counter-transporting cation is occluded. We found a single K+ bound to the cation-binding site of H+,K+-ATPase, indicating an exchange of 1H+/1K+ per hydrolysis of one ATP molecule. This fulfils the energy requirement for the generation of a six pH unit gradient across the membrane. The structural basis of K+ recognition is resolved, supported by molecular dynamics simulations, and this establishes how H+,K+-ATPase overcomes the energetic challenge to generate an H+ gradient of more than a million-fold - the highest cation gradient known in any mammalian tissue - across the membrane.

Abstract Background Recently, reports of endoscopic approaches for neuroblastoma, ganglioneuroblastoma, and ganglioneuroma (peripheral neuroblastic tumor; PNTs) have been increasing. This study aimed to clarify the indications for endoscopic surgery for PNTs. Methods Pediatric patients who underwent endoscopic surgery for PNTs at our institution were included in this study. Image‐defined risk factors (IDRFs) were analyzed using preoperative computed tomography (CT). Results Twenty‐four patients underwent endoscopic surgery for PNTs. The diagnoses included neuroblastoma ( n = 11), ganglioneuroma ( n = 10), and ganglioneuroblastoma ( n = 3). Regarding the tumor site, there were 18 cases of adrenal tumors, five cases of mediastinal tumors, and one case of retroperitoneal tumors. Image‐defined risk factors were positive in eight cases (contacted with a renal vessel, n = 6; compression of principal bronchi, n = 2). Complete resection was accomplished in 21 cases (14 of 16 IDRF‐negative cases and seven of eight IDRF‐positive cases). All patients survived without recurrence during the follow‐up period. Conclusions The CT findings of contact with renal vessels and compression of principal bronchi do not seem to be indicators of incomplete resection. An endoscopic approach to PNTs in pediatric patients is feasible with a good prognosis if patients are selected strictly.