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タイトルStructural insights into the vitamin K-dependent γ-carboxylation of osteocalcin.
ジャーナル・号・ページCell Res, Vol. 35, Issue 10, Page 735-749, Year 2025
掲載日2025年9月2日
著者Qing Cao / Jianjun Fan / Aaron Ammerman / Samjhana Awasthi / Zongtao Lin / Saimi Mierxiati / Huaping Chen / Jinbin Xu / Benjamin A Garcia / Bin Liu / Weikai Li /
PubMed 要旨The γ-carboxylation state of osteocalcin determines its essential functions in bone mineralization or systemic metabolism and serves as a prominent biomarker for bone health and vitamin K nutrition. ...The γ-carboxylation state of osteocalcin determines its essential functions in bone mineralization or systemic metabolism and serves as a prominent biomarker for bone health and vitamin K nutrition. This post-translational modification of glutamate residues is catalyzed by the membrane-embedded vitamin K-dependent γ-carboxylase (VKGC), which typically recognizes protein substrates through their tightly bound propeptide that triggers γ-carboxylation. However, the osteocalcin propeptide exhibits negligible affinity for VKGC. To understand the underlying molecular mechanism, we determined the cryo-electron microscopy structures of VKGC with osteocalcin carrying a native propeptide or a high-affinity variant at different carboxylation states. The structures reveal a large chamber in VKGC that maintains uncarboxylated and partially carboxylated osteocalcin in partially unfolded conformations, allowing their glutamate-rich region and C-terminal helices to engage with VKGC at multiple sites. Binding of this mature region together with the low-affinity propeptide effectively stimulates VKGC activity, similar to high-affinity propeptides that differ only in closely fitting interactions. However, the low-affinity propeptide renders osteocalcin prone to undercarboxylation at low vitamin K levels, thereby serving as a discernible biomarker. Overall, our studies reveal the unique interaction of osteocalcin with VKGC and provide a framework for designing therapeutic strategies targeting osteocalcin-related bone and metabolic disorders.
リンクCell Res / PubMed:40890294 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.13 - 3.56 Å
構造データ

48519

9mqb

EMDB-48519, PDB-9mqb:
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase with Osteocalcin (mutant) and vitamin K hydroquinone and calcium
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.37 Å

48520

9mqc

EMDB-48520, PDB-9mqc:
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase with Osteocalcin (mutant) and vitamin K hydroquinone
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.13 Å

48522

9mqe

EMDB-48522, PDB-9mqe:
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase with Osteocalcin and vitamin K hydroquinone
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.56 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

ChemComp-6PL:
(4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE / リン脂質*YM

PDB-1avc:
BOVINE ANNEXIN VI (CALCIUM-BOUND)

由来
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードTRANSFERASE / GGCX / VKGC / Vitamin K / VKCFD / Hemophilia B / Warfarin / Carboxylation / Blood Coagulation / Calcium homeostasis / Osteocalcin / MEMBRANE PROTEIN / calcium

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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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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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