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Background and Objective: The slow delayed rectifier current (IKs) is important for cardiac action potential termination. The underlying channel is composed of Kv7.1 α-subunits and KCNE1 β-subunits. While most evidence suggests a role of KCNE1 transmembrane domain and C-terminus for the interaction, the N-terminal KCNE1 polymorphism 38G is associated with reduced IKs and atrial fibrillation (a human arrhythmia). Structure-function relationship of the KCNE1 N-terminus for IKs modulation is poorly understood and was subject of this study.
Methods: We studied N-terminal KCNE1 constructs disrupting structurally important positively charged amino-acids (arginines) at positions 32, 33, 36 as well as KCNE1 constructs that modify position 38 including an N-terminal truncation mutation. Experimental procedures included molecular cloning, patch-clamp recording, protein biochemistry, real-time-PCR and confocal microscopy.
Results: All KCNE1 constructs physically interacted with Kv7.1. IKs resulting from co-expression of Kv7.1 with non-atrial fibrillation ‘38S’ was greater than with any other construct. Ionic currents resulting from co-transfection of a KCNE1 mutant with arginine substitutions (‘38G-3xA’) were comparable to currents evoked from cells transfected with an N-terminally truncated KCNE1-construct (‘Δ1-38’). Western-blots from plasma-membrane preparations and confocal images consistently showed a greater amount of Kv7.1 protein at the plasma-membrane in cells co-transfected with the non-atrial fibrillation KCNE1-38S than with any other construct.
Conclusions: The results of our study indicate that N-terminal arginines in positions 32, 33, 36 of KCNE1 are important for reconstitution of IKs. Furthermore, our results hint towards a role of these N-terminal amino-acids in membrane representation of the delayed rectifier channel complex.
Background: Long QT syndrome (LQTS) leads to arrhythmic events and increased risk for sudden cardiac death (SCD). Homozygous KCNH2 mutations underlying LQTS-2 have previously been termed "human HERG knockout" and typically express severe phenotypes. We studied genotype-phenotype correlations of an LQTS type 2 mutation identified in the homozygous index patient from a consanguineous Turkish family after his brother died suddenly during febrile illness.
Methods and Results: Clinical work-up, DNA sequencing, mutagenesis, cell culture, patch-clamp, in silico mathematical modelling, protein biochemistry, confocal microscopy were performed. Genetic analysis revealed a homozygous C-terminal KCNH2 mutation (p.R835Q) in the index patient (QTc ~506 ms with notched T waves). Parents were I° cousins – both heterozygous for the mutation and clinically unremarkable (QTc ~447 ms, father and ~396 ms, mother). Heterologous expression of KCNH2-R835Q showed mildly reduced current amplitudes. Biophysical properties of ionic currents were also only nominally changed with slight acceleration of deactivation and more negative V50 in R835Q-currents. Protein biochemistry and confocal microscopy revealed similar expression patterns and trafficking of WT and R835Q, even at elevated temperature. In silico analysis demonstrated mildly prolonged ventricular action potential duration (APD) compared to WT at a cycle length of 1000 ms. At a cycle length of 350 ms M-cell APD remained stable in WT, but displayed APD alternans in R835Q.
Conclusion: Kv11.1 channels affected by the C-terminal R835Q mutation display mildly modified biophysical properties, but leads to M-cell APD alternans with elevated heart rate and could precipitate SCD under specific clinical circumstances associated with high heart rates.
Elektrische Kardioversion bei persistierendem Vorhofflimmern : ambulante versus stationäre Therapie
(1998)
Aufgrund ihrer bekannten Sicherheit und hohen Erfolgsrate ist die Elektrokardioversion im stationären Rahmen eine etablierte Therapie bei chronisch persistierendem Vorhofflimmern. In der vorliegenden Arbeit haben wir untersucht, ob auch die ambulante Durchführung einer Kardioversion mit gleicher Effektivität und Sicherheit möglich ist. Somit war Ziel der Arbeit, ambulante Kardioversionen zu untersuchen und der stationären Behandlung gegenüberzustellen. Während der anderthalbjährigen Laufzeit der prospektiven, nicht randomisierten Studie wurden 88 konsekutive, elektive Kardioversionen (an 65 Patienten) ambulant durchgeführt; insgesamt wurden während dieses Zeitraums 115 Prozeduren (bei 88 Patienten) erfaßt. Es wurde anschließend eine Nachbeobachtung über einen mittleren Zeitraum von 203 Tagen durchgeführt. Die Studie ergab, daß ambulante Kardioversionen zu 84% erfolgreich waren und Rezidive in 59% der Fälle innerhalb der Nachbeobachtung eintraten. Es zeigte sich bei den Patienten eine Abhängigkeit des Kardioversionserfolges vom Bestehen des Vorhofflimmerns. In der statistischen Analyse stellten sich keine klinischen Parameter als signifikant mit einem Rezidiv verbunden dar. Der abschließende Vergleich mit einer stationär therapierten Patientengruppe ergab keine signifikanten Unterschiede bezüglich Erfolg, Rezidiv und Sicherheit der Behandlung. Behandlungsbedürftige Akutkomplikationen traten bei 1,7% der ambulanten Kardioversionen auf. Schwere Komplikationen, insbesondere Embolien, wurden nicht beobachtet. Es traten keine schweren Blutungskomplikationen bei den chronisch antikoagulierten Patienten auf. Ambulante Kardioversionen sind der Therapie im stationären Rahmen gleichwertig und zudem deutlich kostengünstiger durchführen. Als Konsequenz dieser Untersuchung ist bei elektiven Eingriffen die ambulante Kardioversion des Vorhofflimmerns der stationären Behandlung vorzuziehen.
