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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-32769 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the Potassium channel AKT1 from Arabidopsis thaliana | |||||||||
マップデータ | ||||||||||
試料 |
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機能・相同性 | 機能・相同性情報 root hair elongation / regulation of stomatal closure / response to water deprivation / inward rectifier potassium channel activity / monoatomic ion channel complex / potassium ion import across plasma membrane / response to salt stress / potassium ion transport / identical protein binding / 細胞膜 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å | |||||||||
データ登録者 | Yang GH / Lu YM / Zhang YM / Jia YT / Li XM / Lei JL | |||||||||
資金援助 | 1件
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引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022 タイトル: Structural basis for the activity regulation of a potassium channel AKT1 from Arabidopsis. 著者: Yaming Lu / Miao Yu / Yutian Jia / Fan Yang / Yanming Zhang / Xia Xu / Xiaomin Li / Fan Yang / Jianlin Lei / Yi Wang / Guanghui Yang / 要旨: The voltage-gated potassium channel AKT1 is responsible for primary K uptake in Arabidopsis roots. AKT1 is functionally activated through phosphorylation and negatively regulated by a potassium ...The voltage-gated potassium channel AKT1 is responsible for primary K uptake in Arabidopsis roots. AKT1 is functionally activated through phosphorylation and negatively regulated by a potassium channel α-subunit AtKC1. However, the molecular basis for the modulation mechanism remains unclear. Here we report the structures of AKT1, phosphorylated-AKT1, a constitutively-active variant, and AKT1-AtKC1 complex. AKT1 is assembled in 2-fold symmetry at the cytoplasmic domain. Such organization appears to sterically hinder the reorientation of C-linkers during ion permeation. Phosphorylated-AKT1 adopts an alternate 4-fold symmetric conformation at cytoplasmic domain, which indicates conformational changes associated with symmetry switch during channel activation. To corroborate this finding, we perform structure-guided mutagenesis to disrupt the dimeric interface and identify a constitutively-active variant Asp379Ala mediates K permeation independently of phosphorylation. This variant predominantly adopts a 4-fold symmetric conformation. Furthermore, the AKT1-AtKC1 complex assembles in 2-fold symmetry. Together, our work reveals structural insight into the regulatory mechanism for AKT1. | |||||||||
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_32769.map.gz | 113.8 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-32769-v30.xml emd-32769.xml | 11 KB 11 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_32769.png | 49.7 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-32769 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-32769 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-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_32769.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.0825 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 : The Potassium channel AKT1 from Arabidopsis thaliana
全体 | 名称: The Potassium channel AKT1 from Arabidopsis thaliana |
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要素 |
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-超分子 #1: The Potassium channel AKT1 from Arabidopsis thaliana
超分子 | 名称: The Potassium channel AKT1 from Arabidopsis thaliana タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 |
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由来(天然) | 生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) |
組換発現 | 生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) |
-分子 #1: Potassium channel AKT1
分子 | 名称: Potassium channel AKT1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) |
分子量 | 理論値: 99.413938 KDa |
組換発現 | 生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) |
配列 | 文字列: MASDYKDDDD KASDEVDAGT ATMRGGALLC GQVQDEIEQL SRESSHFSLS TGILPSLGAR SNRRVKLRRF VVSPYDHKYR IWEAFLVVL VVYTAWVSPF EFGFLRKPRP PLSITDNIVN AFFAIDIIMT FFVGYLDKST YLIVDDRKQI AFKYLRSWFL L DLVSTIPS ...文字列: MASDYKDDDD KASDEVDAGT ATMRGGALLC GQVQDEIEQL SRESSHFSLS TGILPSLGAR SNRRVKLRRF VVSPYDHKYR IWEAFLVVL VVYTAWVSPF EFGFLRKPRP PLSITDNIVN AFFAIDIIMT FFVGYLDKST YLIVDDRKQI AFKYLRSWFL L DLVSTIPS EAAMRISSQS YGLFNMLRLW RLRRVGALFA RLEKDRNFNY FWVRCAKLVC VTLFAVHCAA CFYYLIAARN SN PAKTWIG ANVANFLEES LWMRYVTSMY WSITTLTTVG YGDLHPVNTK EMIFDIFYML FNLGLTAYLI GNMTNLVVHG TSR TRNFRD TIQAASNFAH RNHLPPRLQD QMLAHLCLKY RTDSEGLQQQ ETLDALPKAI RSSISHFLFY SLMDKVYLFR GVSN DLLFQ LVSEMKAEYF PPKEDVILQN EAPTDFYILV NGTADLVDVD TGTESIVREV KAGDIIGEIG VLCYRPQLFT VRTKR LCQL LRMNRTTFLN IIQANVGDGT IIMNNLLQHL KEMNDPVMTN VLLEIENMLA RGKMDLPLNL CFAAIREDDL LLHQLL KRG LDPNESDNNG RTPLHIAASK GTLNCVLLLL EYHADPNCRD AEGSVPLWEA MVEGHEKVVK VLLEHGSTID AGDVGHF AC TAAEQGNLKL LKEIVLHGGD VTRPRATGTS ALHTAVCEEN IEMVKYLLEQ GADVNKQDMH GWTPRDLAEQ QGHEDIKA L FREKLHERRV HIETSSSVPI LKTGIRFLGR FTSEPNIRPA SREVSFRIRE TRARRKTNNF DNSLFGILAN QSVPKNGLA TVDEGRTGNP VRVTISCAEK DDIAGKLVLL PGSFKELLEL GSNKFGIVAT KVMNKDNNAE IDDVDVIRDG DHLIFATDS |
-分子 #2: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE
分子 | 名称: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 4 / 式: PTY |
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分子量 | 理論値: 734.039 Da |
Chemical component information | ChemComp-PTY: |
-分子 #3: POTASSIUM ION
分子 | 名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 3 / 式: K |
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分子量 | 理論値: 39.098 Da |
-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: 7.4 |
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凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-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 | 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 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): 1.5 µm |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 平均電子線量: 1.5625 e/Å2 |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
初期 角度割当 | タイプ: PROJECTION MATCHING |
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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: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 181714 |