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タイトルStructural basis for potassium transport in prokaryotes by KdpFABC.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 118, Issue 29, Year 2021
掲載日2021年7月20日
著者Marie E Sweet / Casper Larsen / Xihui Zhang / Michael Schlame / Bjørn P Pedersen / David L Stokes /
PubMed 要旨KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K ...KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K transporters and a pump-like subunit (KdpB) from the superfamily of P-type ATPases. Recent structural work has defined the architecture and generated contradictory hypotheses for the transport mechanism. Here, we use substrate analogs to stabilize four key intermediates in the reaction cycle and determine the corresponding structures by cryogenic electron microscopy. We find that KdpB undergoes conformational changes consistent with other representatives from the P-type superfamily, whereas KdpA, KdpC, and KdpF remain static. We observe a series of spherical densities that we assign as K or water and which define a pathway for K transport. This pathway runs through an intramembrane tunnel in KdpA and delivers ions to sites in the membrane domain of KdpB. Our structures suggest a mechanism where ATP hydrolysis is coupled to K transfer between alternative sites in KdpB, ultimately reaching a low-affinity site where a water-filled pathway allows release of K to the cytoplasm.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:34272288 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.9 - 3.76 Å
構造データ

EMDB-12184, PDB-7bgy:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with MgF4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-12185, PDB-7bh1:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E1 state with K
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.38 Å

EMDB-12186, PDB-7bh2:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with BeF3 and K+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-23268, PDB-7lc3:
CryoEM Structure of KdpFABC in E1-ATP state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.23 Å

EMDB-23269, PDB-7lc6:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2-P state with BeF3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.7 Å

EMDB-23342:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E1 state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.57 Å

EMDB-23343:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with AlF4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.32 Å

EMDB-23344:
CryoEM Structure of KdpFABC in E2Pi state with AlF4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.76 Å

EMDB-23346:
CryoEM Structure of KdpFABC in E2Pi state with VO4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

EMDB-23347:
CryoEM Structure of KdpFABC in E1 state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

EMDB-23348:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with VO4 and K+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.38 Å

EMDB-23349:
CryoEM Structure of KdpFABC in E1 state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.32 Å

EMDB-23353:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E1ATP state with AMP-PCP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.27 Å

EMDB-23354:
Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with BeF3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.21 Å

化合物

ChemComp-PEV:
(1S)-2-{[(2-AMINOETHOXY)(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-1-[(PALMITOYLOXY)METHYL]ETHYL STEARATE / POPE, リン脂質*YM

ChemComp-9Y0:
(2R)-3-(((2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl)oxy)-2-(palmitoyloxy)propyl (E)-octadec-9-enoate

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-MF4:
TETRAFLUOROMAGNESATE(2-)

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-K:
Unknown entry / カリウムカチオン

ChemComp-BEF:
BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION

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

由来
  • escherichia coli k-12 (大腸菌)
  • escherichia coli (strain k12) (大腸菌)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / P-type ATPase / ATP-dependent potassium pump

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万見文献について

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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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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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