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タイトルStructural basis of a microbial trimethylamine transporter.
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 16, Issue 1, Page e0191424, Year 2025
掲載日2025年1月8日
著者Chao Gao / Hai-Tao Ding / Kang Li / Hai-Yan Cao / Ning Wang / Zeng-Tian Gu / Qing Wang / Mei-Ling Sun / Xiu-Lan Chen / Yin Chen / Yu-Zhong Zhang / Hui-Hui Fu / Chun-Yang Li /
PubMed 要旨Trimethylamine (TMA), a simple trace biogenic amine resulting from the decomposition of proteins and other macromolecules, is ubiquitous in nature. It is found in the human gut as well as in various ...Trimethylamine (TMA), a simple trace biogenic amine resulting from the decomposition of proteins and other macromolecules, is ubiquitous in nature. It is found in the human gut as well as in various terrestrial and marine ecosystems. While the role of TMA in promoting cardiovascular diseases and depolarizing olfactory sensory neurons in humans has only recently been explored, many microbes are well known for their ability to utilize TMA as a carbon, nitrogen, and energy source. Here, we report the first structure of a TMA transporter, TmaT, originally identified from a marine bacterium. TmaT is a member of the betaine-choline-carnitine transporter family, and we show that TmaT is an Na/TMA symporter, which possessed high specificity and binding affinity toward TMA. Furthermore, the structures of TmaT and two TmaT-TMA complexes were solved by cryo-EM. TmaT forms a homotrimer structure in solution. Each TmaT monomer has 12 transmembrane helices, and the TMA transport channel is formed by a four-helix bundle. TMA can move between different aromatic boxes, which provides the structural basis of TmaT importing TMA. When TMA is bound in location I, residues Trp146, Trp151, Tyr154, and Trp326 form an aromatic box to accommodate TMA. Moreover, Met105 also plays an important role in the binding of TMA. When TMA is transferred to location II, it is bound in the aromatic box formed by Trp325, Trp326, and Trp329. Based on our results, we proposed the TMA transport mechanism by TmaT. This study provides novel insights into TMA transport across biological membranes.
IMPORTANCE: The volatile trimethylamine (TMA) plays an important role in promoting cardiovascular diseases and depolarizing olfactory sensory neurons in humans and serves as a key nutrient source for a variety of ubiquitous marine microbes. While the TMA transporter TmaT has been identified from a marine bacterium, the structure of TmaT and the molecular mechanism involved in TMA transport remain unclear. In this study, we elucidated the high-resolution cryo-EM structures of TmaT and TmaT-TMA complexes and revealed the TMA binding and transport mechanisms by structural and biochemical analyses. The results advance our understanding of the TMA transport processes across biological membranes.
リンクmBio / PubMed:39576113 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.76 - 3.09 Å
構造データ

60519

8zw8

EMDB-60519, PDB-8zw8:
Cryo-EM structure of trimethylamine transporter TmaT
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.05 Å

60542

8zxk

EMDB-60542, PDB-8zxk:
Cryo-EM structure of trimethylamine transporter TmaT binding with TMA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.76 Å

60548

8zxp

EMDB-60548, PDB-8zxp:
Cryo-EM structure of TmaT-TMA complexes
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.09 Å

化合物

ChemComp-KEN:
N,N-dimethylmethanamine / トリメチルアミン

由来
  • myroides profundi (バクテリア)
キーワードELECTRON TRANSPORT / TMA

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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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