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Structure paper

タイトルStructural basis of mammalian complex IV inhibition by steroids.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 119, Issue 30, Page e2205228119, Year 2022
掲載日2022年7月26日
著者Justin M Di Trani / Agnes Moe / Daniel Riepl / Patricia Saura / Ville R I Kaila / Peter Brzezinski / John L Rubinstein /
PubMed 要旨The mitochondrial electron transport chain maintains the proton motive force that powers adenosine triphosphate (ATP) synthesis. The energy for this process comes from oxidation of reduced ...The mitochondrial electron transport chain maintains the proton motive force that powers adenosine triphosphate (ATP) synthesis. The energy for this process comes from oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and succinate, with the electrons from this oxidation passed via intermediate carriers to oxygen. Complex IV (CIV), the terminal oxidase, transfers electrons from the intermediate electron carrier cytochrome to oxygen, contributing to the proton motive force in the process. Within CIV, protons move through the K and D pathways during turnover. The former is responsible for transferring two protons to the enzyme's catalytic site upon its reduction, where they eventually combine with oxygen and electrons to form water. CIV is the main site for respiratory regulation, and although previous studies showed that steroid binding can regulate CIV activity, little is known about how this regulation occurs. Here, we characterize the interaction between CIV and steroids using a combination of kinetic experiments, structure determination, and molecular simulations. We show that molecules with a sterol moiety, such as glyco-diosgenin and cholesteryl hemisuccinate, reversibly inhibit CIV. Flash photolysis experiments probing the rapid equilibration of electrons within CIV demonstrate that binding of these molecules inhibits proton uptake through the K pathway. Single particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM) of CIV with glyco-diosgenin reveals a previously undescribed steroid binding site adjacent to the K pathway, and molecular simulations suggest that the steroid binding modulates the conformational dynamics of key residues and proton transfer kinetics within this pathway. The binding pose of the sterol group sheds light on possible structural gating mechanisms in the CIV catalytic cycle.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:35858451 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.1 Å
構造データ

27196

8d4t

EMDB-27196, PDB-8d4t:
Mammalian CIV with GDN bound
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

化合物

ChemComp-CU:
COPPER (II) ION

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

ChemComp-NA:
Unknown entry / ナトリウムカチオン

ChemComp-HEA:
HEME-A

ChemComp-PGV:
(1R)-2-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-1-[(PALMITOYLOXY)METHYL]ETHYL (11E)-OCTADEC-11-ENOATE / リン脂質*YM

ChemComp-PEK:
(1S)-2-{[(2-AMINOETHOXY)(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-1-[(STEAROYLOXY)METHYL]ETHYL (5E,8E,11E,14E)-ICOSA-5,8,11,14-TETRAENOATE / リン脂質*YM

ChemComp-9Z9:
(3beta,14beta,17beta,25R)-3-[4-methoxy-3-(methoxymethyl)butoxy]spirost-5-en / 可溶化剤*YM

ChemComp-ZN:
Unknown entry

由来
  • bos taurus (ウシ)
  • cattle (ウシ)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / mitochondrial electron transport chain / inhibitor / complex IV

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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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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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