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タイトルThe coupling mechanism of mammalian mitochondrial complex I.
ジャーナル・号・ページNat Struct Mol Biol, Vol. 29, Issue 2, Page 172-182, Year 2022
掲載日2022年2月10日
著者Jinke Gu / Tianya Liu / Runyu Guo / Laixing Zhang / Maojun Yang /
PubMed 要旨Mammalian respiratory complex I (CI) is a 45-subunit, redox-driven proton pump that generates an electrochemical gradient across the mitochondrial inner membrane to power ATP synthesis in ...Mammalian respiratory complex I (CI) is a 45-subunit, redox-driven proton pump that generates an electrochemical gradient across the mitochondrial inner membrane to power ATP synthesis in mitochondria. In the present study, we report cryo-electron microscopy structures of CI from Sus scrofa in six treatment conditions at a resolution of 2.4-3.5 Å, in which CI structures of each condition can be classified into two biochemical classes (active or deactive), with a notably higher proportion of active CI particles. These structures illuminate how hydrophobic ubiquinone-10 (Q10) with its long isoprenoid tail is bound and reduced in a narrow Q chamber comprising four different Q10-binding sites. Structural comparisons of active CI structures from our decylubiquinone-NADH and rotenone-NADH datasets reveal that Q10 reduction at site 1 is not coupled to proton pumping in the membrane arm, which might instead be coupled to Q10 oxidation at site 2. Our data overturn the widely accepted previous proposal about the coupling mechanism of CI.
リンクNat Struct Mol Biol / PubMed:35145322
手法EM (単粒子)
解像度2.4 - 3.5 Å
構造データ

EMDB-31640, PDB-7v2c:
Active state complex I from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-31641, PDB-7v2d:
Deactive state complex I from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-31643, PDB-7v2e:
Active state complex I from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-31644, PDB-7v2f:
Deactive state complex I from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-31645, PDB-7v2h:
Active state complex I from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

EMDB-31646, PDB-7v2k:
Deactive state complex I from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-31647, PDB-7v2r:
Active state complex I from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-31648, PDB-7v30:
Deactive state complex I from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-31649, PDB-7v31:
Active state complex I from rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-31650, PDB-7v32:
Deactive state complex I from rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-31651, PDB-7v33:
Active state complex I from rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

EMDB-31652, PDB-7v3m:
Deactive state complex I from rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-31874, PDB-7vb7:
Matrix arm of active state CI from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

EMDB-31881, PDB-7vbl:
Membrane arm of active state CI from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-31883, PDB-7vbn:
Matrix arm of deactive state CI from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

EMDB-31884, PDB-7vbp:
Membrane arm of deactive state CI from DQ-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-31886, PDB-7vbz:
Matrix arm of active state CI from Rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

EMDB-31887, PDB-7vc0:
Membrane arm of active state CI from Rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-32154, PDB-7vwj:
Matrix arm of deactive state CI from rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-32155, PDB-7vwl:
Membrane arm of deactive state CI from rotenone-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32186, PDB-7vxp:
Matrix arm of active state CI from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32187, PDB-7vxs:
Membrane arm of active state CI from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32188, PDB-7vxu:
Matrix arm of deactive state CI from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-32191, PDB-7vy1:
Membrane arm of deactive state CI from Q10 dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-32196, PDB-7vy8:
Matrix arm of active state CI from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-32197, PDB-7vy9:
Membrane arm of active state CI from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32198, PDB-7vya:
Matrix arm of deactive state CI from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-32202, PDB-7vye:
Membrane arm of deactive state CI from Q10-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32203, PDB-7vyf:
Matrix arm of active state CI from Rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-32204, PDB-7vyg:
Membrane arm of active state CI from rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32205, PDB-7vyh:
Matrix arm of deactive state CI from Rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32206, PDB-7vyi:
Membrane arm of deactive state CI from Rotenone dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32210, PDB-7vyn:
Matrix arm of active state CI from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

EMDB-32214, PDB-7vys:
Membrane arm of active state CI from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

EMDB-32218, PDB-7vz1:
Matrix arm of deactive state CI from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

EMDB-32222, PDB-7vz8:
Membrane arm of deactive state CI from Q1-NADH dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32230, PDB-7vzv:
Active state CI from Q10 dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-32231, PDB-7vzw:
Active state CI from Q10 dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-32232, PDB-7w00:
Deactive state CI from Q10 dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

EMDB-32242, PDB-7w0h:
Deactive state CI from Q10 dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-32248, PDB-7w0r:
Active state CI from Q10-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-32249, PDB-7w0y:
Active state CI from Q10-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-32253, PDB-7w1o:
Deactive state CI from Q10-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

EMDB-32254, PDB-7w1p:
Deactive state CI from Q10-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32255, PDB-7w1t:
Active state CI from Rotenone dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32256, PDB-7w1u:
Active state CI from Rotenone dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-32257, PDB-7w1v:
Active state CI from Rotenone-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32259, PDB-7w1z:
Active state CI from Rotenone-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-32260, PDB-7w20:
Active state CI from Rotenone-NADH dataset, Subclass 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32263, PDB-7w2k:
Deactive state CI from Rotenone-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32264, PDB-7w2l:
Deactive state CI from Rotenone-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32265, PDB-7w2r:
Active state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32266, PDB-7w2u:
Active state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-32267, PDB-7w2y:
Active state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32269, PDB-7w31:
Deactive state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32270, PDB-7w32:
Deactive state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-32271, PDB-7w35:
Deactive state CI from DQ-NADH dataset, Subclass 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32300, PDB-7w4c:
Active state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32301, PDB-7w4d:
Active state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32302, PDB-7w4e:
Active state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32303, PDB-7w4f:
Active state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-32304, PDB-7w4g:
Active state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 5
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32305, PDB-7w4j:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-32306, PDB-7w4k:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-32307, PDB-7w4l:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-32308, PDB-7w4m:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-32309, PDB-7w4n:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 5
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-32312, PDB-7w4q:
Deactive state CI from Q1-NADH dataset, Subclass 6
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

化合物

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER

ChemComp-FMN:
FLAVIN MONONUCLEOTIDE / FMN

ChemComp-PEE:
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE, リン脂質*YM

ChemComp-PLX:
(9R,11S)-9-({[(1S)-1-HYDROXYHEXADECYL]OXY}METHYL)-2,2-DIMETHYL-5,7,10-TRIOXA-2LAMBDA~5~-AZA-6LAMBDA~5~-PHOSPHAOCTACOSANE-6,6,11-TRIOL / リン脂質*YM

ChemComp-8Q1:
S-[2-({N-[(2R)-2-hydroxy-3,3-dimethyl-4-(phosphonooxy)butanoyl]-beta-alanyl}amino)ethyl] dodecanethioate

ChemComp-NDP:
NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / NADPH

ChemComp-UQ:
Coenzyme Q10, (2Z,6E,10Z,14E,18E,22E,26Z)-isomer

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

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

ChemComp-ZN:
Unknown entry

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

ChemComp-NAI:
1,4-DIHYDRONICOTINAMIDE ADENINE DINUCLEOTIDE / NADH

ChemComp-DCQ:
2-decyl-5,6-dimethoxy-3-methylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione / デシルユビキノン

ChemComp-UQ1:
UBIQUINONE-1 / ユビキノン1

ChemComp-970:
(2R,6aS,12aS)-8,9-dimethoxy-2-(prop-1-en-2-yl)-1,2,12,12a-tetrahydrofuro[2',3':7,8][1]benzopyrano[2,3-c][1]benzopyran-6(6aH)-one / ロテノン

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-TYR:
TYROSINE / チロシン

由来
  • sus scrofa (ブタ)
  • pig (ブタ)
キーワードELECTRON TRANSPORT / Respiratory / Complex / mammalian / complex I / mitochondrial / ELECTRON T

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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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万見文献

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

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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