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- EMDB-41062: CryoEM structure of an inward-facing MelBSt at a Na(+)-bound and ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-41062
タイトルCryoEM structure of an inward-facing MelBSt at a Na(+)-bound and sugar low-affinity conformation
マップデータThe model was refined against this map.
試料
  • 複合体: MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex
    • タンパク質・ペプチド: Melibiose permease
    • タンパク質・ペプチド: Nb725_4
    • タンパク質・ペプチド: NabFab_H Chain
    • タンパク質・ペプチド: NabFab_L Chain
  • リガンド: SODIUM IONナトリウム
キーワードSugar transporter / Cation-coupled symporter / Na(+) binding (ナトリウム) / Protein conformation / Nanobodies (ナノボディ) / NabFab / CryoEM (低温電子顕微鏡法) / Membrane proteins (膜タンパク質) / protein-protein interaction (タンパク質間相互作用) / TRANSPORT PROTEIN (運搬体タンパク質)
機能・相同性
機能・相同性情報


: / symporter activity / sodium ion transport / carbohydrate transport / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Sodium:galactoside symporter / Sodium:galactoside symporter, conserved site / Sodium:galactoside symporter family signature. / MFS/sugar transport protein / Lactose permease-like / MFS transporter superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Melibiose permease
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium (サルモネラ菌) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.29 Å
データ登録者Guan L
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM122759 米国
引用
ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: Mobile barrier mechanisms for Na-coupled symport in an MFS sugar transporter.
著者: Parameswaran Hariharan / Yuqi Shi / Satoshi Katsube / Katleen Willibal / Nathan D Burrows / Patrick Mitchell / Amirhossein Bakhtiiari / Samantha Stanfield / Els Pardon / H Ronald Kaback / ...著者: Parameswaran Hariharan / Yuqi Shi / Satoshi Katsube / Katleen Willibal / Nathan D Burrows / Patrick Mitchell / Amirhossein Bakhtiiari / Samantha Stanfield / Els Pardon / H Ronald Kaback / Ruibin Liang / Jan Steyaert / Rosa Viner / Lan Guan /
要旨: While many 3D structures of cation-coupled transporters have been determined, the mechanistic details governing the obligatory coupling and functional regulations still remain elusive. The bacterial ...While many 3D structures of cation-coupled transporters have been determined, the mechanistic details governing the obligatory coupling and functional regulations still remain elusive. The bacterial melibiose transporter (MelB) is a prototype of major facilitator superfamily transporters. With a conformation-selective nanobody, we determined a low-sugar affinity inward-facing Na-bound cryoEM structure. The available outward-facing sugar-bound structures showed that the N- and C-terminal residues of the inner barrier contribute to the sugar selectivity. The inward-open conformation shows that the sugar selectivity pocket is also broken when the inner barrier is broken. Isothermal titration calorimetry measurements revealed that this inward-facing conformation trapped by this nanobody exhibited a greatly decreased sugar-binding affinity, suggesting the mechanisms for substrate intracellular release and accumulation. While the inner/outer barrier shift directly regulates the sugar-binding affinity, it has little or no effect on the cation binding, which is supported by molecular dynamics simulations. Furthermore, the hydron/deuterium exchange mass spectrometry analyses allowed us to identify dynamic regions; some regions are involved in the functionally important inner barrier-specific salt-bridge network, which indicates their critical roles in the barrier switching mechanisms for transport. These complementary results provided structural and dynamic insights into the mobile barrier mechanism for cation-coupled symport.
#1: ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: Mobile barrier mechanisms for Na+-coupled symport in an MFS sugar transporter
著者: Hariharan P / Shi Y / Katsube S / Willibal K / Burrows ND / Mitchell P / Bakhtiiari A / Stanfield S / Pardon E / Kaback HR / Liang R / Steyaert J / Viner R / Gran L
履歴
登録2023年6月14日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年2月28日-
マップ公開2024年2月28日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_41062.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_41062.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈The model was refined against this map.
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.86 Å
密度
表面レベル登録者による: 6.7
最小 - 最大-31.29345 - 59.314101999999998
平均 (標準偏差)-0.000000000005194 (±1.0)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 330.24 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_41062_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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追加マップ: #1

ファイルemd_41062_additional_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_41062_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_41062_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex

全体名称: MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex
要素
  • 複合体: MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex
    • タンパク質・ペプチド: Melibiose permease
    • タンパク質・ペプチド: Nb725_4
    • タンパク質・ペプチド: NabFab_H Chain
    • タンパク質・ペプチド: NabFab_L Chain
  • リガンド: SODIUM IONナトリウム

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超分子 #1: MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex

超分子名称: MelBSt bound with Nb725_4-NabFab complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 120 KDa

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分子 #1: Melibiose permease

分子名称: Melibiose permease / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium (サルモネラ菌)
株: LT2
分子量理論値: 54.104438 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SISMTTKLSY GFGAFGKDFA IGIVYMYLMY YYTDVVGLSV GLVGTLFLVA RIWDAINDPI MGWIVNATRS RWGKFKPWIL IGTLTNSLV LFLLFSAHLF EGTAQVVFVC VTYILWGMTY TIMDIPFWSL VPTITLDKRE REQLVPFPRF FASLAGFVTA G ITLPFVSY ...文字列:
SISMTTKLSY GFGAFGKDFA IGIVYMYLMY YYTDVVGLSV GLVGTLFLVA RIWDAINDPI MGWIVNATRS RWGKFKPWIL IGTLTNSLV LFLLFSAHLF EGTAQVVFVC VTYILWGMTY TIMDIPFWSL VPTITLDKRE REQLVPFPRF FASLAGFVTA G ITLPFVSY VGGADRGFGF QMFTLVLIAF FIASTIVTLR NVHEVYSSDN GVTAGRPHLT LKTIVGLIYK NDQLSCLLGM AL AYNIASN IINGFAIYYF TYVIGDADLF PYYLSYAGAA NLLTLIVFPR LVKMLSRRIL WAGASVMPVL SCAGLFAMAL ADI HNAALI VAAGIFLNIG TALFWVLQVI MVADTVDYGE FKLNIRCESI AYSVQTMVVK GGSAFAAFFI ALVLGLIGYT PNVA QSAQT LQGMQFIMIV LPVLFFMMTL VLYFRYYRLN GDMLRKIQIH LLDKYRKTPP FVEQPDSPAI SVVATSDVKA HHHHH HHHH H

UniProtKB: Melibiose permease

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分子 #2: Nb725_4

分子名称: Nb725_4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 14.817506 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MSQRQLVESG GGLVQPGGSL RLSCAVSGII FRDNAMGWYR QAPGKEREWV ATITDLGYTA YADSVKGRFT ISRDNAKDTV YLQMNSLEP EDTAVYYCHL PGTAAGDYWG KGTPVTVSSL EVLFQGPHHH HHHHH

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分子 #3: NabFab_H Chain

分子名称: NabFab_H Chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 25.684463 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFSYYSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSSSSY TSYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYQYWQYH ASWYWNGGLD YWGQGTLVTV SSASTKGPSV FPLAPSSKST SGGTAALGCL V KDYFPEPV ...文字列:
EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFSYYSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSSSSY TSYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYQYWQYH ASWYWNGGLD YWGQGTLVTV SSASTKGPSV FPLAPSSKST SGGTAALGCL V KDYFPEPV TVSWNSGALT SGVHTFPAVL QSSGLYSLSS VVTVPSSSLG TQTYICNVNH KPSNTKVDKK VEPKSCDKTH T

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分子 #4: NabFab_L Chain

分子名称: NabFab_L Chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 23.258783 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSSSSLITF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD ...文字列:
SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSSSSLITF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD SKDSTYSLSS TLTLSKADYE KHKVYACEVT HQGLSSPVTK SFNRGEC

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分子 #5: SODIUM ION

分子名称: SODIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1
分子量理論値: 22.99 Da

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK II

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI CETA (4k x 4k) / 実像数: 20778 / 平均露光時間: 0.0535 sec. / 平均電子線量: 1.28 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7l17


詳細: MelBst, 7L17 NabFab, 7PHP Nb725_4, alphafold 2
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.29 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. cryoSPARC) / 使用した粒子像数: 296925
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain

7l17

chain_id: A, residue_range: 2-454, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

7php

chain_id: H, residue_range: 2-214, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

7php

chain_id: L, residue_range: 4-211, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-8t60:
CryoEM structure of an inward-facing MelBSt at a Na(+)-bound and sugar low-affinity conformation

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万見について

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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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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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