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Structure paper

タイトルConduction pathway for potassium through the E. coli pump KdpFABC.
ジャーナル・号・ページbioRxiv, Year 2025
掲載日2025年5月6日
著者Adel Hussein / Xihui Zhang / Bjørn Panyella Pedersen / David L Stokes /
PubMed 要旨Under osmotic stress, bacteria express a heterotetrameric protein complex, KdpFABC, which functions as an ATP-dependent K pump to maintain intracellular potassium levels. The subunit KdpA belongs to ...Under osmotic stress, bacteria express a heterotetrameric protein complex, KdpFABC, which functions as an ATP-dependent K pump to maintain intracellular potassium levels. The subunit KdpA belongs to the Superfamily of K Transporters and adopts a pseudo-tetrameric architecture with a membrane embedded selectivity filter as seen in K channels. KdpB belongs to the superfamily of P-type ATPases with a conserved binding site for ions within the membrane domain and three cytoplasmic domains that orchestrate ATP hydrolysis via an aspartyl phosphate intermediate. Previous work has hypothesized that K moves parallel to the membrane plane through a 40-Å long tunnel that connects the selectivity filter of KdpA with a canonical binding site in KdpB. In the current work, we have reconstituted KdpFABC into lipid nanodiscs and used cryo-EM to image the wild-type pump under turnover conditions. We present a 2.1 Å structure of the E1~P·ADP conformation, which reveals new features of the conduction pathway. This map shows strong densities within the selectivity filter and at the canonical binding site, consistent with K bound at each of these sites in this conformation. Many water molecules occupy a vestibule and the proximal end of the tunnel, which becomes markedly hydrophobic and dewetted at the subunit interface. We go on to use ATPase and ion transport assays to assess effects of numerous mutations along this proposed conduction pathway. The results confirm that K ions pass through the tunnel and support the existence of a low affinity site in KdpB for releasing these ions to the cytoplasm. Taken together, these data shed new light on the unique partnership between a transmembrane channel and an ATP-driven pump in maintaining the large electrochemical K gradient essential for bacterial survival.
リンクbioRxiv / PubMed:40654642 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.1 Å
構造データ

70308

9oc4

EMDB-70308, PDB-9oc4:
High-resolution cryo-EM structure of KdpFABC in the E1P-ADP state in lipid nanodisc
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.1 Å

化合物

ChemComp-K:
Unknown entry

ChemComp-9Y0:
(2R)-3-(((2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl)oxy)-2-(palmitoyloxy)propyl (E)-octadec-9-enoate

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

ChemComp-MG:
Unknown entry

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • escherichia coli k-12 (大腸菌)
キーワードTRANSPORT PROTEIN / P-type ATPase potassium channel transporter 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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