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タイトルInvestigation of hydrated channels and proton pathways in a high-resolution cryo-EM structure of mammalian complex I.
ジャーナル・号・ページSci Adv, Vol. 9, Issue 31, Page eadi1359, Year 2023
掲載日2023年8月2日
著者Daniel N Grba / Injae Chung / Hannah R Bridges / Ahmed-Noor A Agip / Judy Hirst /
PubMed 要旨Respiratory complex I, a key enzyme in mammalian metabolism, captures the energy released by reduction of ubiquinone by NADH to drive protons across the inner mitochondrial membrane, generating the ...Respiratory complex I, a key enzyme in mammalian metabolism, captures the energy released by reduction of ubiquinone by NADH to drive protons across the inner mitochondrial membrane, generating the proton-motive force for ATP synthesis. Despite remarkable advances in structural knowledge of this complicated membrane-bound enzyme, its mechanism of catalysis remains controversial. In particular, how ubiquinone reduction is coupled to proton pumping and the pathways and mechanisms of proton translocation are contested. We present a 2.4-Å resolution cryo-EM structure of complex I from mouse heart mitochondria in the closed, active (ready-to-go) resting state, with 2945 water molecules modeled. By analyzing the networks of charged and polar residues and water molecules present, we evaluate candidate pathways for proton transfer through the enzyme, for the chemical protons for ubiquinone reduction, and for the protons transported across the membrane. Last, we compare our data to the predictions of extant mechanistic models, and identify key questions to answer in future work to test them.
リンクSci Adv / PubMed:37531432 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.39 - 2.84 Å
構造データ

16962

8olt

EMDB-16962, PDB-8olt:
Mitochondrial complex I from Mus musculus in the active state bound with piericidin A
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

16965

8om1

EMDB-16965, PDB-8om1:
Mitochondrial complex I from Mus musculus in the active state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.39 Å

化合物

ChemComp-LMT:
DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / ドデシルβ-D-マルトシド / 可溶化剤*YM

ChemComp-PC1:
1,2-DIACYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / リン脂質*YM / ホスファチジルコリン

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER / 鉄・硫黄クラスター

ChemComp-HQH:
Piericidin A / ピエリシジンA / 抗生剤*YM / ピエリシジンA

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / 鉄・硫黄クラスター

ChemComp-FMN:
FLAVIN MONONUCLEOTIDE / FMN / フラビンモノヌクレオチド

ChemComp-NA:
Unknown entry / ナトリウムカチオン

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM / Cardiolipin

ChemComp-3PE:
1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / DSPE / リン脂質*YM / ホスファチジルエタノールアミン

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM / グアノシン三リン酸

ChemComp-NDP:
NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / NADPH / ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸

ChemComp-ZN:
Unknown entry

ChemComp-EHZ:
~{S}-[2-[3-[[(2~{R})-3,3-dimethyl-2-oxidanyl-4-phosphonooxy-butanoyl]amino]propanoylamino]ethyl] (3~{S})-3-oxidanyltetradecanethioate

ChemComp-MYR:
MYRISTIC ACID / ミリスチン酸 / ミリスチン酸

ChemComp-HOH:
WATER / 水

ChemComp-DGT:
2'-DEOXYGUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / dGTP / デオキシグアノシン三リン酸

由来
  • mus musculus (ハツカネズミ)
  • house mouse (ハツカネズミ)
キーワードOXIDOREDUCTASE (酸化還元酵素) / Mitochondrial complex I (NADH:ユビキノン還元酵素 (水素イオン輸送型)) / Respiratory complex I (NADH:ユビキノン還元酵素 (水素イオン輸送型)) / NADH:ubiquinone oxidoreductase

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • Pubmedのデータを利用しています

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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