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- EMDB-32066: Cryo-EM structure of the human ATP13A2 (E1-ATP state) -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-32066
タイトルCryo-EM structure of the human ATP13A2 (E1-ATP state)
マップデータpostprocess_masked.mrc from Relion
試料
  • 複合体: ATP13A2
    • タンパク質・ペプチド: Polyamine-transporting ATPase 13A2
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
機能・相同性
機能・相同性情報


ABC-type polyamine transporter activity / polyamine transmembrane transport / spermine transmembrane transport / peptidyl-aspartic acid autophosphorylation / regulation of ubiquitin-specific protease activity / polyamine transmembrane transporter activity / regulation of autophagosome size / extracellular exosome biogenesis / regulation of chaperone-mediated autophagy / P-type ion transporter activity ...ABC-type polyamine transporter activity / polyamine transmembrane transport / spermine transmembrane transport / peptidyl-aspartic acid autophosphorylation / regulation of ubiquitin-specific protease activity / polyamine transmembrane transporter activity / regulation of autophagosome size / extracellular exosome biogenesis / regulation of chaperone-mediated autophagy / P-type ion transporter activity / negative regulation of lysosomal protein catabolic process / regulation of lysosomal protein catabolic process / autophagosome-lysosome fusion / intracellular monoatomic cation homeostasis / regulation of autophagy of mitochondrion / autophagosome organization / protein localization to lysosome / phosphatidic acid binding / multivesicular body membrane / positive regulation of exosomal secretion / ATPase-coupled monoatomic cation transmembrane transporter activity / intracellular zinc ion homeostasis / トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う / regulation of protein localization to nucleus / cupric ion binding / regulation of mitochondrion organization / phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate binding / regulation of endopeptidase activity / lysosomal transport / cellular response to zinc ion / regulation of intracellular protein transport / lipid homeostasis / autophagosome membrane / Ion transport by P-type ATPases / オートファゴソーム / regulation of macroautophagy / cellular response to manganese ion / regulation of neuron apoptotic process / 小胞 / monoatomic ion transmembrane transport / エンドソーム / lysosomal lumen / positive regulation of protein secretion / transmembrane transport / オートファジー / intracellular calcium ion homeostasis / late endosome / late endosome membrane / cellular response to oxidative stress / manganese ion binding / intracellular iron ion homeostasis / vesicle / protein autophosphorylation / リソソーム / neuron projection / lysosomal membrane / neuronal cell body / positive regulation of gene expression / ATP hydrolysis activity / zinc ion binding / ATP binding / 生体膜
類似検索 - 分子機能
: / : / P5-type ATPase cation transporter / P-type ATPase, subfamily V / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily ...: / : / P5-type ATPase cation transporter / P-type ATPase, subfamily V / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Polyamine-transporting ATPase 13A2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.6 Å
データ登録者Tomita A / Yamashita K / Nishizawa T / Nureki O
資金援助 日本, 3件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)16H06294 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)20H03216 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP19am01011115 日本
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Cryo-EM reveals mechanistic insights into lipid-facilitated polyamine export by human ATP13A2.
著者: Atsuhiro Tomita / Takashi Daiho / Tsukasa Kusakizako / Keitaro Yamashita / Satoshi Ogasawara / Takeshi Murata / Tomohiro Nishizawa / Osamu Nureki /
要旨: The cytoplasmic polyamine maintains cellular homeostasis by chelating toxic metal cations, regulating transcriptional activity, and protecting DNA. ATP13A2 was identified as a lysosomal polyamine ...The cytoplasmic polyamine maintains cellular homeostasis by chelating toxic metal cations, regulating transcriptional activity, and protecting DNA. ATP13A2 was identified as a lysosomal polyamine exporter responsible for polyamine release into the cytosol, and its dysfunction is associated with Alzheimer's disease and other neural degradation diseases. ATP13A2 belongs to the P5 subfamily of the P-type ATPase family, but its mechanisms remain unknown. Here, we report the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of human ATP13A2 under four different conditions, revealing the structural coupling between the polyamine binding and the dephosphorylation. Polyamine is bound at the luminal tunnel and recognized through numerous electrostatic and π-cation interactions, explaining its broad specificity. The unique N-terminal domain is anchored to the lipid membrane to stabilize the E2P conformation, thereby accelerating the E1P-to-E2P transition. These findings reveal the distinct mechanism of P5B ATPases, thereby paving the way for neuroprotective therapy by activating ATP13A2.
履歴
登録2021年10月17日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年12月29日-
マップ公開2021年12月29日-
更新2021年12月29日-
現状2021年12月29日処理サイト: PDBj / 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: 0.0359
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.0359
  • 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-7vpi
  • 表面レベル: 0.0359
  • 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_32066.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_32066.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 6.3 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈postprocess_masked.mrc from Relion
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.51771 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0359 / ムービー #1: 0.0359
最小 - 最大-0.4135384 - 0.5884178
平均 (標準偏差)0.00068172015 (±0.0128142685)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ118118118
Spacing118118118
セルA=B=C: 179.08978 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.51771186440681.51771186440681.5177118644068
M x/y/z118118118
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z179.090179.090179.090
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ480480480
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS118118118
D min/max/mean-0.4140.5880.001

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_32066_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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ハーフマップ: run half1 class001.mrc

ファイルemd_32066_half_map_1.map
注釈run_half1_class001.mrc
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: run half2 class001.mrc

ファイルemd_32066_half_map_2.map
注釈run_half2_class001.mrc
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 : ATP13A2

全体名称: ATP13A2
要素
  • 複合体: ATP13A2
    • タンパク質・ペプチド: Polyamine-transporting ATPase 13A2
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: ATP13A2

超分子名称: ATP13A2 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 / 詳細: Human ATP13A2 in complex with AMPPCP
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト) / 組換細胞: HEK293SGNTI-

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分子 #1: Polyamine-transporting ATPase 13A2

分子名称: Polyamine-transporting ATPase 13A2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 129.313391 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: GPSRMSADSS PLVGSTPTGY GTLTIGTSID PLSSSVSSVR LSGYCGSPWR VIGYHVVVWM MAGIPLLLFR WKPLWGVRLR LRPCNLAHA ETLVIEIRDK EDSSWQLFTV QVQTEAIGEG SLEPSPQSQA EDGRSQAAVG AVPEGAWKDT AQLHKSEEAV S VGQKRVLR ...文字列:
GPSRMSADSS PLVGSTPTGY GTLTIGTSID PLSSSVSSVR LSGYCGSPWR VIGYHVVVWM MAGIPLLLFR WKPLWGVRLR LRPCNLAHA ETLVIEIRDK EDSSWQLFTV QVQTEAIGEG SLEPSPQSQA EDGRSQAAVG AVPEGAWKDT AQLHKSEEAV S VGQKRVLR YYLFQGQRYI WIETQQAFYQ VSLLDHGRSC DDVHRSRHGL SLQDQMVRKA IYGPNVISIP VKSYPQLLVD EA LNPYYGF QAFSIALWLA DHYYWYALCI FLISSISICL SLYKTRKQSQ TLRDMVKLSM RVCVCRPGGE EEWVDSSELV PGD CLVLPQ EGGLMPCDAA LVAGECMVNE SSLTGESIPV LKTALPEGLG PYCAETHRRH TLFCGTLILQ ARAYVGPHVL AVVT RTGFC TAKGGLVSSI LHPRPINFKF YKHSMKFVAA LSVLALLGTI YSIFILYRNR VPLNEIVIRA LDLVTVVVPP ALPAA MTVC TLYAQSRLRR QGIFCIHPLR INLGGKLQLV CFDKTGTLTE DGLDVMGVVP LKGQAFLPLV PEPRRLPVGP LLRALA TCH ALSRLQDTPV GDPMDLKMVE STGWVLEEEP AADSAFGTQV LAVMRPPLWE PQLQAMEEPP VPVSVLHRFP FSSALQR MS VVVAWPGATQ PEAYVKGSPE LVAGLCNPET VPTDFAQMLQ SYTAAGYRVV ALASKPLPTV PSLEAAQQLT RDTVEGDL S LLGLLVMRNL LKPQTTPVIQ ALRRTRIRAV MVTGDNLQTA VTVARGCGMV APQEHLIIVH ATHPERGQPA SLEFLPMES PTAVNGVKDP DQAASYTVEP DPRSRHLALS GPTFGIIVKH FPKLLPKVLV QGTVFARMAP EQKTELVCEL QKLQYCVGMC GDGANDCGA LKAADVGISL SQAEASVVSP FTSSMASIEC VPMVIREGRC SLDTSFSVFK YMALYSLTQF ISVLILYTIN T NLGDLQFL AIDLVITTTV AVLMSRTGPA LVLGRVRPPG ALLSVPVLSS LLLQMVLVTG VQLGGYFLTL AQPWFVPLNR TV AAPDNLP NYENTVVFSL SSFQYLILAA AVSKGAPFRR PLYTNVPFLV ALALLSSVLV GLVLVPGLLQ GPLALRNITD TGF KLLLLG LVTLNFVGAF MLESVLDQCL PACLRRLRPK RASKKRFKQL ERELAEQPWP PLPAGPLR

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分子 #2: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: ACP
分子量理論値: 505.208 Da
Chemical component information

ChemComp-ACP:
PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / β,γ-メチレンATP / AMP-PCP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 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10 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER/RHODIUM / 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 ARRAY
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 %

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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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 50.0 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

CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND
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 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 3114
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-7vpi:
Cryo-EM structure of the human ATP13A2 (E1-ATP state)

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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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