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タイトルCryo-EM reveals the structural heterogeneity and conformational flexibility of multidrug efflux pumps MdtB and MdtF.
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 17, Issue 1, Page e0268425, Year 2026
掲載日2026年1月14日
著者Surekha Padmanaban / Clayton Fernando Rencilin / Rupam Biswas / Somnath Dutta /
PubMed 要旨Resistance-nodulation-cell division (RND) efflux pumps are the major cause of multidrug resistance in bacteria, particularly in Gram-negative bacteria. They are complex molecular machines forming ...Resistance-nodulation-cell division (RND) efflux pumps are the major cause of multidrug resistance in bacteria, particularly in Gram-negative bacteria. They are complex molecular machines forming tripartite assemblies that actively transport out a wide range of antimicrobial agents, including antibiotics, biocides, and host defense molecules. However, the presence of multiple RND transporters with overlapping functions in a single bacterium raises questions about their individual functional relevance. In this study, we determined the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of two distinct hydrophobic and amphiphilic efflux (HAE)-RND transporters from MdtB and MdtF. MdtB transporter is a part of the two-RND subunit system MdtABC. MdtF is a unique class of RND transporter whose expression is regulated by oxygen availability and is crucial for the survival of in anaerobic growth conditions. The cryo-EM structures of MdtB and MdtF reveal a novel conformational state of HAE-RND efflux pumps. While the MdtB structure adopts an intermediate state, MdtF displays structural dynamics in the presence of n-dodecyl-β-D-maltoside (DDM). MdtF at 2.8 Å resolution displayed a significant conformational change in the transmembrane core helices and flexibility in the transmembrane domain. Our findings highlight the significance of the novel structural state during the substrate transport mechanism. Furthermore, our structural analysis provides insights into drug-binding sites and the transport mechanism of these important transporters.
IMPORTANCE: Resistance-nodulation-cell division (RND) efflux pumps are mainly responsible for multidrug resistance by extruding a wide range of antibiotics from bacterial cells. These pumps are frequently overexpressed in multidrug-resistant strains, which are responsible for urinary tract infections and foodborne illnesses. In this current study, we resolved the structures of two hydrophobic and amphiphilic efflux (HAE)-RND transporters, MdtB and MdtF, using single-particle cryo-electron microscopy. Our study demonstrated novel structural states of MdtF during substrate transport. This knowledge provides valuable insights into the conformational transitions underlying substrate transport. Understanding these structural mechanisms fills a critical knowledge gap in the RND-mediated efflux process and lays the groundwork for structure-guided inhibitor design. Our findings contribute to ongoing efforts to develop novel therapeutic strategies to combat multidrug-resistant infections.
リンクmBio / PubMed:41370088 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.85 - 3.9 Å
構造データ

63315

9lyj

EMDB-63315: The asymmetric structure of MdtF from E.coli.
PDB-9lyj: Cryo-EM structure of MdtF
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.14 Å

63321

9lyq

EMDB-63321: Cryo-EM map of MdtB from E.coli.
PDB-9lyq: Structure of RND efflux pump MdtB
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

EMDB-65980: CryoEM map of symmetric MdtF
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.85 Å

EMDB-66716: C3 map of MdtF from 200kV Talos Arctica dataset
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

化合物

ChemComp-LMT:
DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / 可溶化剤*YM

由来
  • escherichia coli k-12 (大腸菌)
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Membrane protein / E.coli. / Cryo-EM / Efflux pump.

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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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  • 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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