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- EMDB-14678: Cryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 cha... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-14678
タイトルCryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 channel (Kir2.1)
マップデータ
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)
    • タンパク質・ペプチド: Inward rectifier potassium channel 2Inward-rectifier potassium channel
  • リガンド: POTASSIUM IONカリウム
  • リガンド: STRONTIUM ION
機能・相同性
機能・相同性情報


Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / Phase 4 - resting membrane potential / magnesium ion transport / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of resting membrane potential ...Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / Phase 4 - resting membrane potential / magnesium ion transport / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of resting membrane potential / regulation of membrane repolarization / intracellular potassium ion homeostasis / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / inward rectifier potassium channel activity / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / regulation of cardiac muscle cell contraction / regulation of monoatomic ion transmembrane transport / relaxation of cardiac muscle / potassium ion import across plasma membrane / regulation of heart rate by cardiac conduction / 小胞体 / 介在板 / 小胞体 / voltage-gated potassium channel complex / potassium ion transmembrane transport / 横行小管 / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / potassium ion transport / cellular response to mechanical stimulus / postsynaptic membrane / protein homotetramerization / 樹状突起スパイン / neuronal cell body / glutamatergic synapse / ゴルジ体 / 生体膜 / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, inwardly rectifying, Kir2.1 / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, N-terminal / Inward rectifier potassium channel N-terminal / Potassium channel, inwardly rectifying, transmembrane domain / Inward rectifier potassium channel transmembrane domain / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, cytoplasmic / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir / Inward rectifier potassium channel, C-terminal / Inward rectifier potassium channel C-terminal domain / Immunoglobulin E-set
類似検索 - ドメイン・相同性
Inward rectifier potassium channel 2
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: 4.3 Å
データ登録者Fernandes CAH / Venien-Bryan C / Fagnen C / Zuniga D
資金援助 フランス, 3件
OrganizationGrant number国
Agence Nationale de la Recherche (ANR)ANR-11-EQPX-0008 フランス
The French Muscular Dystrophy Telethon (AFM-Telethon)23207 フランス
The French Muscular Dystrophy Telethon (AFM-Telethon)23210 フランス
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2022
タイトル: Cryo-electron microscopy unveils unique structural features of the human Kir2.1 channel.
著者: Carlos A H Fernandes / Dania Zuniga / Charline Fagnen / Valérie Kugler / Rosa Scala / Gérard Péhau-Arnaudet / Renaud Wagner / David Perahia / Saïd Bendahhou / Catherine Vénien-Bryan /
要旨: We present the first structure of the human Kir2.1 channel containing both transmembrane domain (TMD) and cytoplasmic domain (CTD). Kir2.1 channels are strongly inward-rectifying potassium channels ...We present the first structure of the human Kir2.1 channel containing both transmembrane domain (TMD) and cytoplasmic domain (CTD). Kir2.1 channels are strongly inward-rectifying potassium channels that play a key role in maintaining resting membrane potential. Their gating is modulated by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP). Genetically inherited defects in Kir2.1 channels are responsible for several rare human diseases, including Andersen's syndrome. The structural analysis (cryo-electron microscopy), surface plasmon resonance, and electrophysiological experiments revealed a well-connected network of interactions between the PIP-binding site and the G-loop through residues R312 and H221. In addition, molecular dynamics simulations and normal mode analysis showed the intrinsic tendency of the CTD to tether to the TMD and a movement of the secondary anionic binding site to the membrane even without PIP. Our results revealed structural features unique to human Kir2.1 and provided insights into the connection between G-loop and gating and the pathological mechanisms associated with this channel.
履歴
登録2022年3月30日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年9月28日-
マップ公開2022年9月28日-
更新2022年10月5日-
現状2022年10月5日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_14678.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_14678.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸X (Sec.)Y (Row.)Z (Col.)
0.86 Å/pix.
x 200 pix.
= 172. Å		0.86 Å/pix.
x 200 pix.
= 172. Å		0.86 Å/pix.
x 200 pix.
= 172. Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.86 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 3.64
最小 - 最大-13.838733 - 21.031654
平均 (標準偏差)-6.3654997e-12 (±1.0)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 172.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_14678_half_map_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: #1

ファイルemd_14678_half_map_2.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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試料の構成要素

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全体 : Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)

全体名称: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)
    • タンパク質・ペプチド: Inward rectifier potassium channel 2Inward-rectifier potassium channel
  • リガンド: POTASSIUM IONカリウム
  • リガンド: STRONTIUM ION

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超分子 #1: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)

超分子名称: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)
タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量実験値: 50 kDa/nm
組換発現生物種: Komagataella pastoris (菌類)

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分子 #1: Inward rectifier potassium channel 2

分子名称: Inward rectifier potassium channel 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 48.344141 KDa
組換発現生物種: Komagataella pastoris (菌類)
配列文字列: MGSVRTNRYS IVSSEEDGMK LATMAVANGF GNGKSKVHTR QQCRSRFVKK DGHCNVQFIN VGEKGQRYLA DIFTTCVDIR WRWMLVIFC LAFVLSWLFF GCVFWLIALL HGDLDASKEG KACVSEVNSF TAAFLFSIET QTTIGYGFRC VTDECPIAVF M VVFQSIVG ...文字列:
MGSVRTNRYS IVSSEEDGMK LATMAVANGF GNGKSKVHTR QQCRSRFVKK DGHCNVQFIN VGEKGQRYLA DIFTTCVDIR WRWMLVIFC LAFVLSWLFF GCVFWLIALL HGDLDASKEG KACVSEVNSF TAAFLFSIET QTTIGYGFRC VTDECPIAVF M VVFQSIVG CIIDAFIIGA VMAKMAKPKK RNETLVFSHN AVIAMRDGKL CLMWRVGNLR KSHLVEAHVR AQLLKSRITS EG EYIPLDQ IDINVGFDSG IDRIFLVSPI TIVHEIDEDS PLYDLSKQDI DNADFEIVVI LEGMVEATAM TTQCRSSYLA NEI LWGHRY EPVLFEEKHY YKVDYSRFHK TYEVPNTPLC SARDLAEKKY ILSNANSFCY ENEVALTSKE EDDSENGVPE STST DTPPD IDLHNQASVP LEPRPLRRES EI

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分子 #2: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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分子 #3: STRONTIUM ION

分子名称: STRONTIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: SR
分子量理論値: 87.62 Da
Chemical component information

ChemComp-SR:
STRONTIUM ION / ストロンチウムジカチオン / ストロンチウム

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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0.6 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMKClPotassium chloride
20.0 mMTris-HClトリスヒドロキシメチルアミノメタンTrizma hydrochloride
0.03 %DDMDodecyl-B-D-maltoside
1.0 mMEDTAエチレンジアミン四酢酸Ethylenediamine tetraacetic acid
2.0 mMDDTDichlorodiphenyltrichloroethane
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / 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 III

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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C2レンズ絞り径: 100.0 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）: 2.8000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm / 倍率（公称値）: 105000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / デジタル化 - サンプリング間隔: 10.0 µm / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 9895 / 平均露光時間: 4.0 sec. / 平均電子線量: 61.7 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

粒子像選択選択した数: 1031472
CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4)
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.7)
最終 3次元分類クラス数: 1 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.7)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.7)
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.7) / 使用した粒子像数: 63584
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

1u4f


Chain - Residue range: 188-367
詳細For structural fitting, it was used dock-in-map (available at PHENIX) that uses both SSM and convolution-based shape searches to find a part of a map that is similar to a model. An initial in silico homology model of human Kir2.1 was generated using I-TASSER using the crystal structure of chicken Kir2.2 channel (PDB ID 3JYC) as a template. For building and refinement of the atomic model, the transmembrane domain (TMD, 55-184 region) of this in silico model was placed into the final sharpened cryo-EM map using the Dock in Map tool available in PHENIX. For the cytoplasmic domain (CTD; 188-367 region), the crystal structure of the CTD from mice Kir2.1 channel (PDB ID 1U4F) was placed into the final cryo-EM map using the same approach. Once the models were placed in the electron density, the loops that connect the two domains (185-187 region) and a N-terminal loop (41-54 region) absent in the in silico model were manually built using Coot.
精密化空間: REAL / プロトコル: OTHER / 温度因子: 404.73 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7zdz:
Cryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 channel (Kir2.1)

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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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