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Structure paper

タイトルThe molecular basis of sugar detection by an insect taste receptor.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 629, Issue 8010, Page 228-234, Year 2024
掲載日2024年3月6日
著者João Victor Gomes / Shivinder Singh-Bhagania / Matthew Cenci / Carlos Chacon Cordon / Manjodh Singh / Joel A Butterwick /
PubMed 要旨Animals crave sugars because of their energy potential and the pleasurable sensation of tasting sweetness. Yet all sugars are not metabolically equivalent, requiring mechanisms to detect and ...Animals crave sugars because of their energy potential and the pleasurable sensation of tasting sweetness. Yet all sugars are not metabolically equivalent, requiring mechanisms to detect and differentiate between chemically similar sweet substances. Insects use a family of ionotropic gustatory receptors to discriminate sugars, each of which is selectively activated by specific sweet molecules. Here, to gain insight into the molecular basis of sugar selectivity, we determined structures of Gr9, a gustatory receptor from the silkworm Bombyx mori (BmGr9), in the absence and presence of its sole activating ligand, D-fructose. These structures, along with structure-guided mutagenesis and functional assays, illustrate how D-fructose is enveloped by a ligand-binding pocket that precisely matches the overall shape and pattern of chemical groups in D-fructose. However, our computational docking and experimental binding assays revealed that other sugars also bind BmGr9, yet they are unable to activate the receptor. We determined the structure of BmGr9 in complex with one such non-activating sugar, L-sorbose. Although both sugars bind a similar position, only D-fructose is capable of engaging a bridge of two conserved aromatic residues that connects the pocket to the pore helix, inducing a conformational change that allows the ion-conducting pore to open. Thus, chemical specificity does not depend solely on the selectivity of the ligand-binding pocket, but it is an emergent property arising from a combination of receptor-ligand interactions and allosteric coupling. Our results support a model whereby coarse receptor tuning is derived from the size and chemical characteristics of the pocket, whereas fine-tuning of receptor activation is achieved through the selective engagement of an allosteric pathway that regulates ion conduction.
リンクNature / PubMed:38447670 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.61 - 3.0 Å
構造データ

42628

8uvt

EMDB-42628, PDB-8uvt:
Structure of the insect gustatory receptor Gr9 from Bombyx mori
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

42629

8uvu

EMDB-42629, PDB-8uvu:
Structure of the insect gustatory receptor Gr9 from Bombyx mori in complex with D-fructose
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

43548

8vv3

EMDB-43548, PDB-8vv3:
Structure of the insect gustatory receptor Gr9 from Bombyx mori in complex with L-sorbose
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.61 Å

化合物

ChemComp-BDF:
beta-D-fructopyranose / β-D-フルクトピラノ-ス

ChemComp-FRU:
beta-D-fructofuranose / β-D-フルクトフラノ-ス

ChemComp-SOE:
alpha-L-sorbopyranose / α-L-ソルボピラノ-ス

由来
  • bombyx mori (カイコ)
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Gustatory receptor / Ion channel / Sugar-binding / Fructose / MEMBRANE PROTEIN

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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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