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万見
- PDB-8gi9: Cation channelrhodopsin from Hyphochytrium catenoides (HcCCR) emb... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8gi9
タイトルCation channelrhodopsin from Hyphochytrium catenoides (HcCCR) embedded in peptidisc
要素Cation Channelrhodopsin
キーワードTRANSPORT PROTEIN (運搬体タンパク質) / Retinal Protein (レチナール) / Channelrhodopsin / Cation channel (イオンチャネル) / Peptidisc / Optogenetics (光遺伝学)
機能・相同性コレステロール / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / レチナール
機能・相同性情報
生物種Hyphochytrium catenoides (真核生物)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.84 Å
データ登録者Morizumi, T. / Kim, K. / Li, H. / Spudich, J.L. / Ernst, O.P.
資金援助 カナダ, 3件
組織認可番号国
Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC, Canada)RGPIN-2018-04397 カナダ
Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC, Canada)RGPIN-2017-06862 カナダ
Canadian Institutes of Health Research (CIHR)PJT-159464 カナダ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Structures of channelrhodopsin paralogs in peptidiscs explain their contrasting K and Na selectivities.
著者: Takefumi Morizumi / Kyumhyuk Kim / Hai Li / Elena G Govorunova / Oleg A Sineshchekov / Yumei Wang / Lei Zheng / Éva Bertalan / Ana-Nicoleta Bondar / Azam Askari / Leonid S Brown / John L ...著者: Takefumi Morizumi / Kyumhyuk Kim / Hai Li / Elena G Govorunova / Oleg A Sineshchekov / Yumei Wang / Lei Zheng / Éva Bertalan / Ana-Nicoleta Bondar / Azam Askari / Leonid S Brown / John L Spudich / Oliver P Ernst /
要旨: Kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) is a light-gated channel used for optogenetic silencing of mammalian neurons. It selects K over Na in the absence of the canonical ...Kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) is a light-gated channel used for optogenetic silencing of mammalian neurons. It selects K over Na in the absence of the canonical tetrameric K selectivity filter found universally in voltage- and ligand-gated channels. The genome of H. catenoides also encodes a highly homologous cation channelrhodopsin (HcCCR), a Na channel with >100-fold larger Na to K permeability ratio. Here, we use cryo-electron microscopy to determine atomic structures of these two channels embedded in peptidiscs to elucidate structural foundations of their dramatically different cation selectivity. Together with structure-guided mutagenesis, we show that K versus Na selectivity is determined at two distinct sites on the putative ion conduction pathway: in a patch of critical residues in the intracellular segment (Leu69/Phe69, Ile73/Ser73 and Asp116) and within a cluster of aromatic residues in the extracellular segment (primarily, Trp102 and Tyr222). The two filters are on the opposite sides of the photoactive site involved in channel gating.
履歴
登録2023年3月13日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年7月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年4月24日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting / em_3d_fitting_list
Item: _em_3d_fitting_list.3d_fitting_id
改定 1.22024年5月1日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Cation Channelrhodopsin
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)34,77214
ポリマ－30,2241
非ポリマー4,54813
水27015
1
A: Cation Channelrhodopsin
ヘテロ分子

A: Cation Channelrhodopsin
ヘテロ分子

A: Cation Channelrhodopsin
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)104,31742
ポリマ－90,6733
非ポリマー13,64439
水543
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
point symmetry operation2
2


  • 登録構造と同一
  • point asymmetric unit
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
3


  • 登録構造と同一（異なる座標系）
  • point asymmetric unit, std point frame
タイプ名称対称操作数
transform to point frame1
対称性点対称性: (シェーンフリース記号: C3 (3回回転対称))

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要素

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タンパク質 , 1種, 1分子 A

#1: タンパク質 Cation Channelrhodopsin


分子量: 30224.213 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Hyphochytrium catenoides (真核生物)
プラスミド: HcCCR_pPICZalpha-A / 発現宿主: Komagataella pastoris (菌類) / 株 (発現宿主): SMD1168

-
非ポリマー , 5種, 28分子

#2: 化合物 ChemComp-RET / RETINAL / (7Z,9Z,11Z,13Z)-レチナ-ル / レチナール


分子量: 284.436 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H28O
#3: 化合物 ChemComp-NA / SODIUM ION / ナトリウムカチオン


分子量: 22.990 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Na
#4: 化合物
ChemComp-CLR / CHOLESTEROL / コレステロ-ル / コレステロール


分子量: 386.654 Da / 分子数: 7 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O
#5: 化合物 ChemComp-PEE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE / Discrete optimized protein energy


分子量: 744.034 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H78NO8P / コメント: DOPE, リン脂質*YM
#6: 水 ChemComp-HOH / water / 水


分子量: 18.015 Da / 分子数: 15 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: Cation channelrhodopsin trimer reconstituted in peptidisc
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.030197 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Hyphochytrium catenoides (真核生物)
由来(組換発現)生物種: Komagataella pastoris (菌類)
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMsodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム1
220 mMHEPESC8H18N2O4S1
試料濃度: 0.35 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: Sample was kept in the dark prior to freezing.
試料支持グリッドの材料: COPPER/RHODIUM / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Homemade
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 75000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 40 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: その他 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5902 / 詳細: Falcon 4i detector
画像スキャン横: 4096 / 縦: 4096

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
phenix.real_space_refine1.20.1_4487精密化
PHENIX1.20.1_4487精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC4.1粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.1CTF補正
7PHENIX1.2モデルフィッティング
9cryoSPARC4.1初期オイラー角割当
10cryoSPARC4.1最終オイラー角割当
11cryoSPARC4.1分類
12cryoSPARC4.1３次元再構成
13PHENIX1.2モデル精密化
画像処理詳細: Falcon 4i detector was used for collection. Images were reference corrected.
CTF補正詳細: CTF estimation done in cryoSPARC v4.1 / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 2674318
詳細: Blob picking was performed on a subset of micrographs for generating templates for template picking.
対称性点対称性: C3 (3回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.84 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 298957 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 151.1 / プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL / Target criteria: Cross correlation coefficent / 詳細: Initial fitting done in Phenix
原子モデル構築Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 59.26 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00282362
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.44633235
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0323352
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0032350
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d15.423799

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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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