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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-14072 | ||||||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of human full-length alpha4beta3gamma2 GABA(A)R in complex with GABA and nanobody Nb25 | ||||||||||||||||||
マップデータ | |||||||||||||||||||
試料 |
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キーワード | pentameric ligand-gated ion channel / neurotransmitter receptor (神経伝達物質受容体) / GABA receptor (GABA受容体) / MEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質) | ||||||||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 benzodiazepine receptor activity / inhibitory extracellular ligand-gated monoatomic ion channel activity / GABA receptor activation / cellular response to histamine / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / neurotransmitter receptor activity / synaptic transmission, GABAergic ...benzodiazepine receptor activity / inhibitory extracellular ligand-gated monoatomic ion channel activity / GABA receptor activation / cellular response to histamine / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / neurotransmitter receptor activity / synaptic transmission, GABAergic / postsynaptic specialization membrane / gamma-aminobutyric acid signaling pathway / chloride transport / extracellular ligand-gated monoatomic ion channel activity / chloride channel activity / roof of mouth development / Signaling by ERBB4 / chloride channel complex / GABA-ergic synapse / regulation of postsynaptic membrane potential / chloride transmembrane transport / dendrite membrane / transmitter-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / cytoplasmic vesicle membrane / postsynapse / postsynaptic membrane / neuron projection / シナプス / シグナル伝達 / identical protein binding / 細胞膜 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||||||||
生物種 | Homo sapiens (ヒト) / Lama glama (ラマ) | ||||||||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.0 Å | ||||||||||||||||||
データ登録者 | Sente A / Desai R | ||||||||||||||||||
資金援助 | 英国, 5件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2022 タイトル: Differential assembly diversifies GABA receptor structures and signalling. 著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W ...著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W Miller / A Radu Aricescu / 要旨: Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines ...Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines including general anaesthetics and benzodiazepines. Human GABAR subunits are encoded by 19 paralogous genes that can, in theory, give rise to 495,235 receptor types. However, the principles that govern the formation of pentamers, the permutational landscape of receptors that may emerge from a subunit set and the effect that this has on GABAergic signalling remain largely unknown. Here we use cryogenic electron microscopy to determine the structures of extrasynaptic GABARs assembled from α4, β3 and δ subunits, and their counterparts incorporating γ2 instead of δ subunits. In each case, we identified two receptor subtypes with distinct stoichiometries and arrangements, all four differing from those previously observed for synaptic, α1-containing receptors. This, in turn, affects receptor responses to physiological and synthetic modulators by creating or eliminating ligand-binding sites at subunit interfaces. We provide structural and functional evidence that selected GABAR arrangements can act as coincidence detectors, simultaneously responding to two neurotransmitters: GABA and histamine. Using assembly simulations and single-cell RNA sequencing data, we calculated the upper bounds for receptor diversity in recombinant systems and in vivo. We propose that differential assembly is a pervasive mechanism for regulating the physiology and pharmacology of GABARs. | ||||||||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_14072.map.gz | 71.6 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-14072-v30.xml emd-14072.xml | 18.4 KB 18.4 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_14072.png | 59.8 KB | ||
Filedesc metadata | emd-14072.cif.gz | 7.2 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-14072 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-14072 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 7qnaMC 7qn5C 7qn6C 7qn7C 7qn8C 7qn9C 7qnbC 7qncC 7qndC 7qneC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
電子顕微鏡画像生データ | EMPIAR-10909 (タイトル: Cryo-EM micrographs of GABA(A)Rs purified from cells expressing human full-length alpha4, beta3 and gamma2 subunits, in presence of GABA and nanobody Nb25 Data size: 3.8 TB Data #1: Unaligned multi-frame micrographs of GABA(A) receptors purified from cells expressing alpha4, beta3 and gamma2 subunits [micrographs - multiframe]) |
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_14072.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 93 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.896 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : Human full-length alpha4beta3gamma2 GABA(A)R in complex with GABA...
全体 | 名称: Human full-length alpha4beta3gamma2 GABA(A)R in complex with GABA and Nanobody Nb25 |
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要素 |
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-超分子 #1: Human full-length alpha4beta3gamma2 GABA(A)R in complex with GABA...
超分子 | 名称: Human full-length alpha4beta3gamma2 GABA(A)R in complex with GABA and Nanobody Nb25 タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4 |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
-分子 #1: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4
分子 | 名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 61.696047 KDa |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
配列 | 文字列: MVSAKKVPAI ALSAGVSFAL LRFLCLAVCL NESPGQNQKE EKLCTENFTR ILDSLLDGYD NRLRPGFGGP VTEVKTDIYV TSFGPVSDV EMEYTMDVFF RQTWIDKRLK YDGPIEILRL NNMMVTKVWT PDTFFRNGKK SVSHNMTAPN KLFRIMRNGT I LYTMRLTI ...文字列: MVSAKKVPAI ALSAGVSFAL LRFLCLAVCL NESPGQNQKE EKLCTENFTR ILDSLLDGYD NRLRPGFGGP VTEVKTDIYV TSFGPVSDV EMEYTMDVFF RQTWIDKRLK YDGPIEILRL NNMMVTKVWT PDTFFRNGKK SVSHNMTAPN KLFRIMRNGT I LYTMRLTI SAECPMRLVD FPMDGHACPL KFGSYAYPKS EMIYTWTKGP EKSVEVPKES SSLVQYDLIG QTVSSETIKS IT GEYIVMT VYFHLRRKMG YFMIQTYIPC IMTVILSQVS FWINKESVPA RTVFGITTVL TMTTLSISAR HSLPKVSYAT AMD WFIAVC FAFVFSALIE FAAVNYFTNI QMEKAKRKTS KPPQEVPAAP VQREKHPEAP LQNTNANLNM RKRTNALVHS ESDV GNRTE VGNHSSKSST VVQESSKGTP RSYLASSPNP FSRANAAETI SAARALPSAS PTSIRTGYMP RKASVGSAST RHVFG SRLQ RIKTTVNTIG ATGKLSATPP PSAPPPSGSG TSKIDKYARI LFPVTFGAFN MVYWVVYLSK DTMEKSESLM UniProtKB: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4 |
-分子 #2: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3
分子 | 名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 54.180348 KDa |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
配列 | 文字列: MWGLAGGRLF GIFSAPVLVA VVCCAQSVND PGNMSFVKET VDKLLKGYDI RLRPDFGGPP VCVGMNIDIA SIDMVSEVNM DYTLTMYFQ QYWRDKRLAY SGIPLNLTLD NRVADQLWVP DTYFLNDKKS FVHGVTVKNR MIRLHPDGTV LYGLRITTTA A CMMDLRRY ...文字列: MWGLAGGRLF GIFSAPVLVA VVCCAQSVND PGNMSFVKET VDKLLKGYDI RLRPDFGGPP VCVGMNIDIA SIDMVSEVNM DYTLTMYFQ QYWRDKRLAY SGIPLNLTLD NRVADQLWVP DTYFLNDKKS FVHGVTVKNR MIRLHPDGTV LYGLRITTTA A CMMDLRRY PLDEQNCTLE IESYGYTTDD IEFYWRGGDK AVTGVERIEL PQFSIVEHRL VSRNVVFATG AYPRLSLSFR LK RNIGYFI LQTYMPSILI TILSWVSFWI NYDASAARVA LGITTVLTMT TINTHLRETL PKIPYVKAID MYLMGCFVFV FLA LLEYAF VNYIFFGRGP QRQKKLAEKT AKAKNDRSKS ESNRVDAHGN ILLTSLEVHN EMNEVSGGIG DTRNSAISFD NSGI QYRKQ SMPREGHGRF LGDRSLPHKK THLRRRSSQL KIKIPDLTDV NAIDRWSRIV FPFTFSLFNL VYWLYYVN UniProtKB: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3 |
-分子 #3: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit gamma-2
分子 | 名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit gamma-2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 55.666809 KDa |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
配列 | 文字列: MGILPSPGMP ALLSLVSLLS VLLMGCVAET GQKSDDDYED YTSNKTWVLT PKVPEGDVTV ILNNLLEGYD NKLRPDIGVK PTLIHTDMY VNSIGPVNAI NMEYTIDIFF AQTWYDRRLK FNSTIKVLRL NSNMVGKIWI PDTFFRNSKK ADAHWITTPN R MLRIWNDG ...文字列: MGILPSPGMP ALLSLVSLLS VLLMGCVAET GQKSDDDYED YTSNKTWVLT PKVPEGDVTV ILNNLLEGYD NKLRPDIGVK PTLIHTDMY VNSIGPVNAI NMEYTIDIFF AQTWYDRRLK FNSTIKVLRL NSNMVGKIWI PDTFFRNSKK ADAHWITTPN R MLRIWNDG RVLYTLRLTI DAECQLQLHN FPMDEHSCPL EFSSYGYPRE EIVYQWKRSS VEVGDTRSWR LYQFSFVGLR NT TEVVKTT SGDYVVMSVY FDLSRRMGYF TIQTYIPCTL IVVLSWVSFW INKDAVPART SLGITTVLTM TTLSTIARKS LPK VSYVTA MDLFVSVCFI FVFSALVEYG TLHYFVSNRK PSKDKDKKKK NPLLRMFSFK APTIDIRPRS ATIQMNNATH LQER DEEYG YECLDGKDCA SFFCCFEDCR TGAWRHGRIH IRIAKMDSYA RIFFPTAFCL FNLVYWVSYL YLGTGGSGGS GGSTE TSQV APA UniProtKB: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit gamma-2 |
-分子 #4: Nanobody Nb25
分子 | 名称: Nanobody Nb25 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Lama glama (ラマ) |
分子量 | 理論値: 13.341741 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: QVQLVESGGG LVQGSLRLSC AASGHTFNYP IMGWFRQAPG KEREFVGAIS WSGGSTSYAD SVKDRFTISR DNAKNTVYLE MNNLKPEDT AVYYCAAKGR YSGGLYYPTN YDYWGQGTQV TV |
-分子 #7: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
分子 | 名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 2 / 式: NAG |
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分子量 | 理論値: 221.208 Da |
Chemical component information | ChemComp-NAG: |
-分子 #8: GAMMA-AMINO-BUTANOIC ACID
分子 | 名称: GAMMA-AMINO-BUTANOIC ACID / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 1 / 式: ABU |
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分子量 | 理論値: 103.12 Da |
Chemical component information | ChemComp-ABU: |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.6 構成要素:
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グリッド | モデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 詳細: 30 mA (EasyGlow) | |||||||||
凍結 | 凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 287 K |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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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: 50.0 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): 2.1 µm 最小 デフォーカス(公称値): 0.7000000000000001 µm 倍率(公称値): 130000 |
特殊光学系 | エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV |
試料ステージ | ホルダー冷却材: NITROGEN |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 47.46 e/Å2 |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
初期モデル | モデルのタイプ: OTHER / 詳細: AB INITIO MODEL |
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初期 角度割当 | タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) |
最終 3次元分類 | ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) |
最終 角度割当 | タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) |
最終 再構成 | 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 55567 |
-原子モデル構築 1
精密化 | プロトコル: AB INITIO MODEL |
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得られたモデル | PDB-7qna: |