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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-12300 | |||||||||
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タイトル | Structure of mitoxantrone-bound ABCG2 | |||||||||
マップデータ | Human ABCG2 with Fab and mitoxantrone substrate map | |||||||||
試料 |
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機能・相同性 | 機能・相同性情報 biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / sphingolipid transporter activity / external side of apical plasma membrane / renal urate salt excretion / urate transmembrane transporter activity / Abacavir transmembrane transport / urate metabolic process ...biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / sphingolipid transporter activity / external side of apical plasma membrane / renal urate salt excretion / urate transmembrane transporter activity / Abacavir transmembrane transport / urate metabolic process / sphingolipid biosynthetic process / Sphingolipid de novo biosynthesis / organic anion transport / organic anion transmembrane transporter activity / xenobiotic transport across blood-brain barrier / transepithelial transport / export across plasma membrane / ABC-type xenobiotic transporter / Paracetamol ADME / ABC-type xenobiotic transporter activity / Ciprofloxacin ADME / NFE2L2 regulating MDR associated enzymes / Differentiation of keratinocytes in interfollicular epidermis in mammalian skin / cellular detoxification / Heme biosynthesis / Heme degradation / efflux transmembrane transporter activity / xenobiotic transmembrane transporter activity / transport across blood-brain barrier / ATPase-coupled transmembrane transporter activity / Iron uptake and transport / mitochondrial membrane / brush border membrane / transmembrane transport / apical plasma membrane / membrane raft / protein homodimerization activity / ATP hydrolysis activity / nucleoplasm / ATP binding / identical protein binding / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Homo sapiens (ヒト) / Mus musculus (ハツカネズミ) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.51 Å | |||||||||
データ登録者 | Kowal J / Locher K / Ni D / Stahlberg H | |||||||||
資金援助 | スイス, 1件
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引用 | ジャーナル: J Mol Biol / 年: 2021 タイトル: Structural Basis of Drug Recognition by the Multidrug Transporter ABCG2. 著者: Julia Kowal / Dongchun Ni / Scott M Jackson / Ioannis Manolaridis / Henning Stahlberg / Kaspar P Locher / 要旨: ABCG2 is an ATP-binding cassette (ABC) transporter whose function affects the pharmacokinetics of drugs and contributes to multidrug resistance of cancer cells. While its interaction with the ...ABCG2 is an ATP-binding cassette (ABC) transporter whose function affects the pharmacokinetics of drugs and contributes to multidrug resistance of cancer cells. While its interaction with the endogenous substrate estrone-3-sulfate (ES) has been elucidated at a structural level, the recognition and recruitment of exogenous compounds is not understood at sufficiently high resolution. Here we present three cryo-EM structures of nanodisc-reconstituted, human ABCG2 bound to anticancer drugs tariquidar, topotecan and mitoxantrone. To enable structural insight at high resolution, we used Fab fragments of the ABCG2-specific monoclonal antibody 5D3, which binds to the external side of the transporter but does not interfere with drug-induced stimulation of ATPase activity. We observed that the binding pocket of ABCG2 can accommodate a single tariquidar molecule in a C-shaped conformation, similar to one of the two tariquidar molecules bound to ABCB1, where tariquidar acts as an inhibitor. We also found single copies of topotecan and mitoxantrone bound between key phenylalanine residues. Mutagenesis experiments confirmed the functional importance of two residues in the binding pocket, F439 and N436. Using 3D variability analyses, we found a correlation between substrate binding and reduced dynamics of the nucleotide binding domains (NBDs), suggesting a structural explanation for drug-induced ATPase stimulation. Our findings provide additional insight into how ABCG2 differentiates between inhibitors and substrates and may guide a rational design of new modulators and substrates. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_12300.map.gz | 190.2 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-12300-v30.xml emd-12300.xml | 18.9 KB 18.9 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_12300.png | 146.6 KB | ||
その他 | emd_12300_additional_1.map.gz | 188.5 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-12300 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-12300 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_12300_validation.pdf.gz | 278.3 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_12300_full_validation.pdf.gz | 277.4 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_12300_validation.xml.gz | 7.2 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-12300 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-12300 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_12300.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | Human ABCG2 with Fab and mitoxantrone substrate map | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.66 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-追加マップ: Human ABCG2 with Fab and mitoxantrone substrate map, C2-symmetrized
ファイル | emd_12300_additional_1.map | ||||||||||||
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注釈 | Human ABCG2 with Fab and mitoxantrone substrate map, C2-symmetrized | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
-全体 : Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone and...
全体 | 名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone and 5D3-Fab variable domain |
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要素 |
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-超分子 #1: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone and...
超分子 | 名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone and 5D3-Fab variable domain タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3 |
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分子量 | 実験値: 250 KDa |
-超分子 #2: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone
超分子 | 名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate mitoxantrone タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1 |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
-超分子 #3: 5D3-Fab variable domain
超分子 | 名称: 5D3-Fab variable domain / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3 |
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由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
-分子 #1: ATP-binding cassette sub-family G member 2
分子 | 名称: ATP-binding cassette sub-family G member 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ABC-type xenobiotic transporter |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 72.385852 KDa |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
配列 | 文字列: MSSSNVEVFI PVSQGNTNGF PATASNDLKA FTEGAVLSFH NICYRVKLKS GFLPCRKPVE KEILSNINGI MKPGLNAILG PTGGGKSSL LDVLAARKDP SGLSGDVLIN GAPRPANFKC NSGYVVQDDV VMGTLTVREN LQFSAALRLA TTMTNHEKNE R INRVIQEL ...文字列: MSSSNVEVFI PVSQGNTNGF PATASNDLKA FTEGAVLSFH NICYRVKLKS GFLPCRKPVE KEILSNINGI MKPGLNAILG PTGGGKSSL LDVLAARKDP SGLSGDVLIN GAPRPANFKC NSGYVVQDDV VMGTLTVREN LQFSAALRLA TTMTNHEKNE R INRVIQEL GLDKVADSKV GTQFIRGVSG GERKRTSIGM ELITDPSILF LDEPTTGLDS STANAVLLLL KRMSKQGRTI IF SIHQPRY SIFKLFDSLT LLASGRLMFH GPAQEALGYF ESAGYHCEAY NNPADFFLDI INGDSTAVAL NREEDFKATE IIE PSKQDK PLIEKLAEIY VNSSFYKETK AELHQLSGGE KKKKITVFKE ISYTTSFCHQ LRWVSKRSFK NLLGNPQASI AQII VTVVL GLVIGAIYFG LKNDSTGIQN RAGVLFFLTT NQCFSSVSAV ELFVVEKKLF IHEYISGYYR VSSYFLGKLL SDLLP MRML PSIIFTCIVY FMLGLKPKAD AFFVMMFTLM MVAYSASSMA LAIAAGQSVV SVATLLMTIC FVFMMIFSGL LVNLTT IAS WLSWLQYFSI PRYGFTALQH NEFLGQNFCP GLNATGNNPC NYATCTGEEY LVKQGIDLSP WGLWKNHVAL ACMIVIF LT IAYLKLLFLK KYS |
-分子 #2: 5D3(Fab) light chain variable domain
分子 | 名称: 5D3(Fab) light chain variable domain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
分子量 | 理論値: 23.594016 KDa |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
配列 | 文字列: DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS ...文字列: DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS KDSTYSMSST LTLTKDEYER HNSYTCEATH KTSTSPIVKS FNRNEC |
-分子 #3: 5D3(Fab) heavy chain variable domain
分子 | 名称: 5D3(Fab) heavy chain variable domain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
分子量 | 理論値: 23.843633 KDa |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
配列 | 文字列: QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG ...文字列: QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG VHTFPAVLQS DLYTLSSSVT VTSSTWPSQS ITCNVAHPAS STKVDKKIEP RGP |
-分子 #5: 1,4-DIHYDROXY-5,8-BIS({2-[(2-HYDROXYETHYL)AMINO]ETHYL}AMINO)-9,10...
分子 | 名称: 1,4-DIHYDROXY-5,8-BIS({2-[(2-HYDROXYETHYL)AMINO]ETHYL}AMINO)-9,10-ANTHRACENEDIONE タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: MIX |
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分子量 | 理論値: 444.481 Da |
Chemical component information | ChemComp-MIX: |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.5 |
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グリッド | モデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE |
凍結 | 凍結剤: ETHANE-PROPANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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特殊光学系 | エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 検出モード: SUPER-RESOLUTION / 平均電子線量: 60.0 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN |
電子光学系 | 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER ホルダー冷却材: NITROGEN |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |