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タイトルStructure of the ATP synthase from provides targets for treating tuberculosis.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 118, Issue 47, Year 2021
掲載日2021年11月23日
著者Martin G Montgomery / Jessica Petri / Tobias E Spikes / John E Walker /
PubMed 要旨The structure has been determined by electron cryomicroscopy of the adenosine triphosphate (ATP) synthase from This analysis confirms features in a prior description of the structure of the enzyme, ...The structure has been determined by electron cryomicroscopy of the adenosine triphosphate (ATP) synthase from This analysis confirms features in a prior description of the structure of the enzyme, but it also describes other highly significant attributes not recognized before that are crucial for understanding the mechanism and regulation of the mycobacterial enzyme. First, we resolved not only the three main states in the catalytic cycle described before but also eight substates that portray structural and mechanistic changes occurring during a 360° catalytic cycle. Second, a mechanism of auto-inhibition of ATP hydrolysis involves not only the engagement of the C-terminal region of an α-subunit in a loop in the γ-subunit, as proposed before, but also a "fail-safe" mechanism involving the b'-subunit in the peripheral stalk that enhances engagement. A third unreported characteristic is that the fused bδ-subunit contains a duplicated domain in its N-terminal region where the two copies of the domain participate in similar modes of attachment of the two of three N-terminal regions of the α-subunits. The auto-inhibitory plus the associated "fail-safe" mechanisms and the modes of attachment of the α-subunits provide targets for development of innovative antitubercular drugs. The structure also provides support for an observation made in the bovine ATP synthase that the transmembrane proton-motive force that provides the energy to drive the rotary mechanism is delivered directly and tangentially to the rotor via a Grotthuss water chain in a polar L-shaped tunnel.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:34782468 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.11 - 4.32 Å
構造データ

EMDB-12377, PDB-7njk:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 1a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.52 Å

EMDB-12378:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.52 Å

EMDB-12379:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 1a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.37 Å

EMDB-12380:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 1a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-12381:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.24 Å

EMDB-12382, PDB-7njl:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 1b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.71 Å

EMDB-12383:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.71 Å

EMDB-12384:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 1b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.67 Å

EMDB-12385:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 1b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.77 Å

EMDB-12386:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.84 Å

EMDB-12387, PDB-7njm:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 1c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

EMDB-12388:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

EMDB-12389:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 1c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.67 Å

EMDB-12390:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 1c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.87 Å

EMDB-12391:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.73 Å

EMDB-12392, PDB-7njn:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 1d
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.64 Å

EMDB-12393:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1d
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.64 Å

EMDB-12394:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 1d
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.74 Å

EMDB-12395:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 1d
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.99 Å

EMDB-12396:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1d
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.61 Å

EMDB-12397, PDB-7njo:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 1e
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.92 Å

EMDB-12398:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1e
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.92 Å

EMDB-12399:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 1e
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.92 Å

EMDB-12400:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 1e
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.15 Å

EMDB-12401:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1e
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.99 Å

EMDB-12402, PDB-7njp:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

EMDB-12403:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

EMDB-12404, PDB-7nkp:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.06 Å

EMDB-12405:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.06 Å

EMDB-12406, PDB-7nkl:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.67 Å

EMDB-12407, PDB-7njq:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 3a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.67 Å

EMDB-12408:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 3a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.67 Å

EMDB-12409:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 3a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-12410:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 3a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.43 Å

EMDB-12411:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 3a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-12412, PDB-7njr:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 3b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.56 Å

EMDB-12413:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 3b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.56 Å

EMDB-12414:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 3b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.29 Å

EMDB-12415:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 3b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.42 Å

EMDB-12416:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 3b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

EMDB-12417, PDB-7njs:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase state 3c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.46 Å

EMDB-12418:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 3c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.46 Å

EMDB-12419:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 3c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

EMDB-12420:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Peripheral Stalk state 3c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.29 Å

EMDB-12421:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 3c
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.14 Å

EMDB-12422, PDB-7njt:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined all classes
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.75 Å

EMDB-12423, PDB-7nju:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined class 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.74 Å

EMDB-12424, PDB-7njv:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined class 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-12425, PDB-7njw:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined class 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.67 Å

EMDB-12426, PDB-7njx:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined class 4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.32 Å

EMDB-12427, PDB-7njy:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo combined class 5
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.94 Å

EMDB-12432, PDB-7nk7:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.11 Å

EMDB-12434, PDB-7nk9:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo domain state 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-12436, PDB-7nkb:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase rotor state 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-12438, PDB-7nkd:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.12 Å

EMDB-12439, PDB-7nkh:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.78 Å

EMDB-12441, PDB-7nkj:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase F1 state 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.17 Å

EMDB-12442, PDB-7nkk:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase rotor state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

EMDB-12444, PDB-7nkn:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase rotor state 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.71 Å

EMDB-12446, PDB-7nkq:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase b-delta state 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.98 Å

EMDB-12461, PDB-7nl9:
Mycobacterium smegmatis ATP synthase Fo state 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.86 Å

化合物

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-BQ1:
Bedaquiline / ベダキリン / 薬剤, 抗生剤*YM

由来
  • mycolicibacterium smegmatis mc2 155 (バクテリア)
  • mycolicibacterium smegmatis (strain atcc 700084 / mc(2)155) (バクテリア)
  • mycobacterium smegmatis (strain atcc 700084 / mc(2)155) (バクテリア)
  • Mycolicibacterium smegmatis (バクテリア)
キーワードHYDROLASE / complex / synthase

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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

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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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2021年10月5日: 温度感受性及び、機械刺激依存性イオンチャネルに関するノーベル賞

温度感受性及び、機械刺激依存性イオンチャネルに関するノーベル賞

  • 2021年のノーベル医学・生理学賞は、温度と触覚の受容体を発見したデビッド・ジュリアスとアーデム・パタポウティアンに共同で授与されました
  • EM Navigatorでは、両先駆者によるクライオEM構造データを見つけることができます

外部リンク:The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021 - NobelPrize.org / Structure data by Ardem Patapoutian / Structure data by David Julius

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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://pdbjlvh1.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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  • EMDDBとPDBの3次元電子顕微鏡エントリから引用されている文献のデータベースです。
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関連情報:EMDB / PDB / Q: EM Navigatorの情報源は? / EM Navigator / 万見文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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