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タイトルActivation mechanism of the calcium-activated chloride channel TMEM16A revealed by cryo-EM.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 552, Issue 7685, Page 421-425, Year 2017
掲載日2017年12月21日
著者Cristina Paulino / Valeria Kalienkova / Andy K M Lam / Yvonne Neldner / Raimund Dutzler /
PubMed 要旨The calcium-activated chloride channel TMEM16A is a ligand-gated anion channel that opens in response to an increase in intracellular Ca concentration. The protein is broadly expressed and ...The calcium-activated chloride channel TMEM16A is a ligand-gated anion channel that opens in response to an increase in intracellular Ca concentration. The protein is broadly expressed and contributes to diverse physiological processes, including transepithelial chloride transport and the control of electrical signalling in smooth muscles and certain neurons. As a member of the TMEM16 (or anoctamin) family of membrane proteins, TMEM16A is closely related to paralogues that function as scramblases, which facilitate the bidirectional movement of lipids across membranes. The unusual functional diversity of the TMEM16 family and the relationship between two seemingly incompatible transport mechanisms has been the focus of recent investigations. Previous breakthroughs were obtained from the X-ray structure of the lipid scramblase of the fungus Nectria haematococca (nhTMEM16), and from the cryo-electron microscopy structure of mouse TMEM16A at 6.6 Å (ref. 14). Although the latter structure disclosed the architectural differences that distinguish ion channels from lipid scramblases, its low resolution did not permit a detailed molecular description of the protein or provide any insight into its activation by Ca. Here we describe the structures of mouse TMEM16A at high resolution in the presence and absence of Ca. These structures reveal the differences between ligand-bound and ligand-free states of a calcium-activated chloride channel, and when combined with functional experiments suggest a mechanism for gating. During activation, the binding of Ca to a site located within the transmembrane domain, in the vicinity of the pore, alters the electrostatic properties of the ion conduction path and triggers a conformational rearrangement of an α-helix that comes into physical contact with the bound ligand, and thereby directly couples ligand binding and pore opening. Our study describes a process that is unique among channel proteins, but one that is presumably general for both functional branches of the TMEM16 family.
リンクNature / PubMed:29236691
手法EM (単粒子)
解像度3.75 - 4.06 Å
構造データ

3860

5oyb

EMDB-3860: Cryo-EM map of calcium-bound mTMEM16A chloride channel at 3.75 A resolution
PDB-5oyb: Structure of calcium-bound mTMEM16A chloride channel at 3.75 A resolution
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.75 Å

3861

5oyg

EMDB-3861: Cryo-EM map of calcium-free mTMEM16A chloride channel at 4.06 A resolution
PDB-5oyg: Structure of calcium-free mTMEM16A chloride channel at 4.06 A resolution
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.06 Å

化合物

ChemComp-CA:
Unknown entry / カルシウムジカチオン

由来
  • mus musculus (ハツカネズミ)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / TMEM16 family / ion channel / cryo-EM

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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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