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万見
- EMDB-25135: Apo-ChRmine in MSP1E3D1 lipid nanodisc -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25135
タイトルApo-ChRmine in MSP1E3D1 lipid nanodisc
マップデータApo-ChRmine in MSP1E3D1 lipid nanodisc
試料
  • 複合体: ChRmine trimer
    • タンパク質・ペプチド: ChRmine
キーワードChannelrhodopsin / ion channel (イオンチャネル) / MEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質)
生物種Tiarina fusa (真核生物) / Rhodomonas lens (真核生物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.1 Å
データ登録者Tucker K / Brohawn S
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Other private 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Cryo-EM structures of the channelrhodopsin ChRmine in lipid nanodiscs.
著者: Kyle Tucker / Savitha Sridharan / Hillel Adesnik / Stephen G Brohawn /
要旨: Microbial channelrhodopsins are light-gated ion channels widely used for optogenetic manipulation of neuronal activity. ChRmine is a bacteriorhodopsin-like cation channelrhodopsin (BCCR) more closely ...Microbial channelrhodopsins are light-gated ion channels widely used for optogenetic manipulation of neuronal activity. ChRmine is a bacteriorhodopsin-like cation channelrhodopsin (BCCR) more closely related to ion pump rhodopsins than other channelrhodopsins. ChRmine displays unique properties favorable for optogenetics including high light sensitivity, a broad, red-shifted activation spectrum, cation selectivity, and large photocurrents, while its slow closing kinetics impedes some applications. The structural basis for ChRmine function, or that of any other BCCR, is unknown. Here, we present cryo-EM structures of ChRmine in lipid nanodiscs in apo (opsin) and retinal-bound (rhodopsin) forms. The structures reveal an unprecedented trimeric architecture with a lipid filled central pore. Large electronegative cavities on either side of the membrane facilitate high conductance and selectivity for cations over protons. The retinal binding pocket structure suggests channel properties could be tuned with mutations and we identify ChRmine variants with ten-fold decreased and two-fold increased closing rates. A T119A mutant shows favorable properties relative to wild-type and previously reported ChRmine variants for optogenetics. These results provide insight into structural features that generate an ultra-potent microbial opsin and provide a platform for rational engineering of channelrhodopsins with improved properties that could expand the scale, depth, and precision of optogenetic experiments.
履歴
登録2021年10月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年12月1日-
マップ公開2021年12月1日-
更新2024年6月5日-
現状2024年6月5日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7shs
  • 表面レベル: 0.3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_25135.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_25135.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 40.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Apo-ChRmine in MSP1E3D1 lipid nanodisc
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.137 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.2 / ムービー #1: 0.3
最小 - 最大-0.1824221 - 0.7685214
平均 (標準偏差)0.00074595265 (±0.03797524)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ220220220
Spacing220220220
セルA=B=C: 250.14 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.1371.1371.137
M x/y/z220220220
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z250.140250.140250.140
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-140-140-140
NX/NY/NZ280280280
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS220220220
D min/max/mean-0.1820.7690.001

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : ChRmine trimer

全体名称: ChRmine trimer
要素
  • 複合体: ChRmine trimer
    • タンパク質・ペプチド: ChRmine

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超分子 #1: ChRmine trimer

超分子名称: ChRmine trimer / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Tiarina fusa (真核生物)
分子量理論値: 110 KDa

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分子 #1: ChRmine

分子名称: ChRmine / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Rhodomonas lens (真核生物)
分子量理論値: 36.471758 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: (AYA)HAPGTDQMF YVGTMDGWYL DTKLNSVAIG AHWSCFIVLT ITTFYLGYES WTSRGPSKRT SFYAGYQEEQ NLALFV NFF AMLSYFGKIV ADTLGHNFGD VGPFIIGFGN YRYADYMLTC PMLVYDLLYQ LRAPYRVSCS AIIFAILMSG VLAEFYA EG ...文字列:
(AYA)HAPGTDQMF YVGTMDGWYL DTKLNSVAIG AHWSCFIVLT ITTFYLGYES WTSRGPSKRT SFYAGYQEEQ NLALFV NFF AMLSYFGKIV ADTLGHNFGD VGPFIIGFGN YRYADYMLTC PMLVYDLLYQ LRAPYRVSCS AIIFAILMSG VLAEFYA EG DPRLRNGAYA WYGFGCFWFI FAYSIVMSIV AKQYSRLAQL AQDTGAEHSL HVLKFAVFTF SMLWILFPLV WAICPRGF G WIDDNWTEVA HCVCDIVAKS CYGFALARFR KTYDEELFRL LEQLGHDEDE FQKLELDMRL SSNGERLRRL SLNSLEVLF Q

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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14.4 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC4H11NO3TRISトリスヒドロキシメチルアミノメタン
150.0 mMNaCl塩化ナトリウムSodium Chloride塩化ナトリウム
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS TALOS
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 50.0 e/Å2

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画像解析

粒子像選択選択した数: 7054805
初期モデルモデルのタイプ: NONE
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.15) / 使用した粒子像数: 41053

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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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