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タイトルBottom-up design of Ca channels from defined selectivity filter geometry.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 648, Issue 8093, Page 468-476, Year 2025
掲載日2025年10月22日
著者Yulai Liu / Connor Weidle / Ljubica Mihaljević / Joseph L Watson / Zhe Li / Le Tracy Yu / Sagardip Majumder / Andrew J Borst / Kenneth D Carr / Ryan D Kibler / Tamer M Gamal El-Din / William A Catterall / David Baker /
PubMed 要旨Native ion channels play key roles in biological systems, and engineered versions are widely used as chemogenetic tools and in sensing devices. Protein design has been harnessed to generate pore- ...Native ion channels play key roles in biological systems, and engineered versions are widely used as chemogenetic tools and in sensing devices. Protein design has been harnessed to generate pore-containing transmembrane proteins, but the design of selectivity filters with precise arrangements of amino acid side chains specific for a target ion, a crucial feature of native ion channels, has been constrained by the lack of methods for placing the metal-coordinating residues with atomic-level precision. Here we describe a bottom-up RFdiffusion-based approach to construct Ca channels from defined selectivity filter residue geometries, and use this approach to design symmetric oligomeric channels with Ca selectivity filters having different coordination numbers and different geometries at the entrance of a wider pore buttressed by multiple transmembrane helices. The designed channel proteins assemble into homogeneous pore-containing particles and, for both tetrameric and hexameric ion-coordinating configurations, patch-clamp experiments show that the designed channels have higher conductances for Ca than for Na and other divalent ions (Sr and Mg) that are eliminated after mutation of selectivity filter residues. Cryogenic electron microscopy indicates that the design method has high accuracy: the structure of the hexameric Ca channel is nearly identical to that of the design model. Our bottom-up design approach now enables the testing of hypotheses relating filter geometry to ion selectivity by direct construction, and provides a roadmap for creating selective ion channels for a wide range of applications.
リンクNature / PubMed:41125887
手法EM (単粒子)
解像度3.75 - 4.62 Å
構造データ

47340

9dzw

EMDB-47340, PDB-9dzw:
De novo calcium channel hexamer, CalC6_3 with DHR extensions
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.75 Å

47356

9e0h

EMDB-47356, PDB-9e0h:
De novo calcium channel heptamer, CalC6_3 with DHR extensions. Off target multimerization state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.62 Å

由来
  • synthetic construct (人工物)
キーワードDE NOVO PROTEIN / Calcium Channel / CalC6_3 / De novo / Membrane protein / CalC6_3 with DHR extensions / hexamer / pore / Ca / heptamer

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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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