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タイトルStructure and drug resistance of the Plasmodium falciparum transporter PfCRT.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 576, Issue 7786, Page 315-320, Year 2019
掲載日2019年11月27日
著者Jonathan Kim / Yong Zi Tan / Kathryn J Wicht / Satchal K Erramilli / Satish K Dhingra / John Okombo / Jeremie Vendome / Laura M Hagenah / Sabrina I Giacometti / Audrey L Warren / Kamil Nosol / Paul D Roepe / Clinton S Potter / Bridget Carragher / Anthony A Kossiakoff / Matthias Quick / David A Fidock / Filippo Mancia /
PubMed 要旨The emergence and spread of drug-resistant Plasmodium falciparum impedes global efforts to control and eliminate malaria. For decades, treatment of malaria has relied on chloroquine (CQ), a safe and ...The emergence and spread of drug-resistant Plasmodium falciparum impedes global efforts to control and eliminate malaria. For decades, treatment of malaria has relied on chloroquine (CQ), a safe and affordable 4-aminoquinoline that was highly effective against intra-erythrocytic asexual blood-stage parasites, until resistance arose in Southeast Asia and South America and spread worldwide. Clinical resistance to the chemically related current first-line combination drug piperaquine (PPQ) has now emerged regionally, reducing its efficacy. Resistance to CQ and PPQ has been associated with distinct sets of point mutations in the P. falciparum CQ-resistance transporter PfCRT, a 49-kDa member of the drug/metabolite transporter superfamily that traverses the membrane of the acidic digestive vacuole of the parasite. Here we present the structure, at 3.2 Å resolution, of the PfCRT isoform of CQ-resistant, PPQ-sensitive South American 7G8 parasites, using single-particle cryo-electron microscopy and antigen-binding fragment technology. Mutations that contribute to CQ and PPQ resistance localize primarily to moderately conserved sites on distinct helices that line a central negatively charged cavity, indicating that this cavity is the principal site of interaction with the positively charged CQ and PPQ. Binding and transport studies reveal that the 7G8 isoform binds both drugs with comparable affinities, and that these drugs are mutually competitive. The 7G8 isoform transports CQ in a membrane potential- and pH-dependent manner, consistent with an active efflux mechanism that drives CQ resistance, but does not transport PPQ. Functional studies on the newly emerging PfCRT F145I and C350R mutations, associated with decreased PPQ susceptibility in Asia and South America, respectively, reveal their ability to mediate PPQ transport in 7G8 variant proteins and to confer resistance in gene-edited parasites. Structural, functional and in silico analyses suggest that distinct mechanistic features mediate the resistance to CQ and PPQ in PfCRT variants. These data provide atomic-level insights into the molecular mechanism of this key mediator of antimalarial treatment failures.
リンクNature / PubMed:31776516 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.3 Å
構造データ

20806

6ukj

EMDB-20806, PDB-6ukj:
Single-Particle Cryo-EM Structure of Plasmodium falciparum Chloroquine Resistance Transporter (PfCRT) 7G8 Isoform
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

化合物

ChemComp-Y01:
CHOLESTEROL HEMISUCCINATE / コレステリルヘミスクシナ-ト

由来
  • Plasmodium falciparum 7G8 (マラリア病原虫)
  • homo sapiens (ヒト)
  • plasmodium falciparum (isolate 7g8) (マラリア病原虫)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Transporter / drug resistance / digestive vacuole of malaria parasite / nanodisc

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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://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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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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