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万見
- EMDB-14071: Cryo-EM structure of human full-length extrasynaptic alpha4beta3d... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-14071
タイトルCryo-EM structure of human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with GABA, histamine and nanobody Nb25 in a pre-open/closed state
マップデータ
試料
  • 複合体: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with histamine and nanobody Nb25
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit delta
    • タンパク質・ペプチド: Nanobody Nb25
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: HISTAMINEヒスタミン
  • リガンド: HEXADECANEヘキサデカン
  • リガンド: DECANEデカン
機能・相同性
機能・相同性情報


benzodiazepine receptor activity / inhibitory extracellular ligand-gated monoatomic ion channel activity / GABA receptor activation / cellular response to histamine / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / neurotransmitter receptor activity / synaptic transmission, GABAergic ...benzodiazepine receptor activity / inhibitory extracellular ligand-gated monoatomic ion channel activity / GABA receptor activation / cellular response to histamine / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / neurotransmitter receptor activity / synaptic transmission, GABAergic / postsynaptic specialization membrane / gamma-aminobutyric acid signaling pathway / chloride channel activity / roof of mouth development / Signaling by ERBB4 / chloride channel complex / GABA-ergic synapse / regulation of postsynaptic membrane potential / chloride transmembrane transport / dendrite membrane / transmitter-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / cytoplasmic vesicle membrane / postsynapse / postsynaptic membrane / neuron projection / 神経繊維 / neuronal cell body / シナプス / 樹状突起 / シグナル伝達 / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Gamma-aminobutyric-acid A receptor, alpha 4 subunit / Gamma-aminobutyric-acid A receptor delta subunit / Gamma-aminobutyric-acid A receptor, beta subunit / : / Gamma-aminobutyric-acid A receptor, alpha subunit / Gamma-aminobutyric acid A receptor/Glycine receptor alpha / Neurotransmitter-gated ion-channel, conserved site / Neurotransmitter-gated ion-channels signature. / Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane domain / Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane region ...Gamma-aminobutyric-acid A receptor, alpha 4 subunit / Gamma-aminobutyric-acid A receptor delta subunit / Gamma-aminobutyric-acid A receptor, beta subunit / : / Gamma-aminobutyric-acid A receptor, alpha subunit / Gamma-aminobutyric acid A receptor/Glycine receptor alpha / Neurotransmitter-gated ion-channel, conserved site / Neurotransmitter-gated ion-channels signature. / Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane domain / Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane region / Neurotransmitter-gated ion-channel transmembrane domain superfamily / Neuronal acetylcholine receptor / Neurotransmitter-gated ion-channel / Neurotransmitter-gated ion-channel ligand-binding domain / Neurotransmitter-gated ion-channel ligand-binding domain superfamily / Neurotransmitter-gated ion-channel ligand binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Gamma-aminobutyric acid receptor subunit delta / Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3 / Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å
データ登録者Sente A / Desai R / Naydenova K / Malinauskas T / Jounaidi Y / Miehling J / Zhou X / Masiulis S / Hardwick SW / Chirgadze DY ...Sente A / Desai R / Naydenova K / Malinauskas T / Jounaidi Y / Miehling J / Zhou X / Masiulis S / Hardwick SW / Chirgadze DY / Miller KW / Aricescu AR
資金援助 英国, 5件
OrganizationGrant number国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MR/L009609/1 英国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MC_UP_1201/15 英国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1R01-GM135550 英国
Wellcome Trust206171/Z/17/Z 英国
Wellcome Trust202905/Z/16/Z 英国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Differential assembly diversifies GABA receptor structures and signalling.
著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W ...著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W Miller / A Radu Aricescu /
要旨: Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines ...Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines including general anaesthetics and benzodiazepines. Human GABAR subunits are encoded by 19 paralogous genes that can, in theory, give rise to 495,235 receptor types. However, the principles that govern the formation of pentamers, the permutational landscape of receptors that may emerge from a subunit set and the effect that this has on GABAergic signalling remain largely unknown. Here we use cryogenic electron microscopy to determine the structures of extrasynaptic GABARs assembled from α4, β3 and δ subunits, and their counterparts incorporating γ2 instead of δ subunits. In each case, we identified two receptor subtypes with distinct stoichiometries and arrangements, all four differing from those previously observed for synaptic, α1-containing receptors. This, in turn, affects receptor responses to physiological and synthetic modulators by creating or eliminating ligand-binding sites at subunit interfaces. We provide structural and functional evidence that selected GABAR arrangements can act as coincidence detectors, simultaneously responding to two neurotransmitters: GABA and histamine. Using assembly simulations and single-cell RNA sequencing data, we calculated the upper bounds for receptor diversity in recombinant systems and in vivo. We propose that differential assembly is a pervasive mechanism for regulating the physiology and pharmacology of GABARs.
履歴
登録2021年12月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年4月13日-
マップ公開2022年4月13日-
更新2022年4月20日-
現状2022年4月20日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_14071.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_14071.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 93 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.9 Å/pix.
x 290 pix.
= 259.84 Å		0.9 Å/pix.
x 290 pix.
= 259.84 Å		0.9 Å/pix.
x 290 pix.
= 259.84 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.896 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.008
最小 - 最大-0.031287134 - 0.08644161
平均 (標準偏差)-7.518729e-05 (±0.0029200793)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ290290290
Spacing290290290
セルA=B=C: 259.84 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in comp...

全体名称: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with histamine and nanobody Nb25
要素
  • 複合体: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with histamine and nanobody Nb25
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3
    • タンパク質・ペプチド: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit delta
    • タンパク質・ペプチド: Nanobody Nb25
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: HISTAMINEヒスタミン
  • リガンド: HEXADECANEヘキサデカン
  • リガンド: DECANEデカン

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超分子 #1: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in comp...

超分子名称: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with histamine and nanobody Nb25
タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト) / 組換細胞: HEK293S TetR

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分子 #1: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4

分子名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 61.696047 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MVSAKKVPAI ALSAGVSFAL LRFLCLAVCL NESPGQNQKE EKLCTENFTR ILDSLLDGYD NRLRPGFGGP VTEVKTDIYV TSFGPVSDV EMEYTMDVFF RQTWIDKRLK YDGPIEILRL NNMMVTKVWT PDTFFRNGKK SVSHNMTAPN KLFRIMRNGT I LYTMRLTI ...文字列:
MVSAKKVPAI ALSAGVSFAL LRFLCLAVCL NESPGQNQKE EKLCTENFTR ILDSLLDGYD NRLRPGFGGP VTEVKTDIYV TSFGPVSDV EMEYTMDVFF RQTWIDKRLK YDGPIEILRL NNMMVTKVWT PDTFFRNGKK SVSHNMTAPN KLFRIMRNGT I LYTMRLTI SAECPMRLVD FPMDGHACPL KFGSYAYPKS EMIYTWTKGP EKSVEVPKES SSLVQYDLIG QTVSSETIKS IT GEYIVMT VYFHLRRKMG YFMIQTYIPC IMTVILSQVS FWINKESVPA RTVFGITTVL TMTTLSISAR HSLPKVSYAT AMD WFIAVC FAFVFSALIE FAAVNYFTNI QMEKAKRKTS KPPQEVPAAP VQREKHPEAP LQNTNANLNM RKRTNALVHS ESDV GNRTE VGNHSSKSST VVQESSKGTP RSYLASSPNP FSRANAAETI SAARALPSAS PTSIRTGYMP RKASVGSAST RHVFG SRLQ RIKTTVNTIG ATGKLSATPP PSAPPPSGSG TSKIDKYARI LFPVTFGAFN MVYWVVYLSK DTMEKSESLM

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分子 #2: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3

分子名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta-3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 54.180348 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MWGLAGGRLF GIFSAPVLVA VVCCAQSVND PGNMSFVKET VDKLLKGYDI RLRPDFGGPP VCVGMNIDIA SIDMVSEVNM DYTLTMYFQ QYWRDKRLAY SGIPLNLTLD NRVADQLWVP DTYFLNDKKS FVHGVTVKNR MIRLHPDGTV LYGLRITTTA A CMMDLRRY ...文字列:
MWGLAGGRLF GIFSAPVLVA VVCCAQSVND PGNMSFVKET VDKLLKGYDI RLRPDFGGPP VCVGMNIDIA SIDMVSEVNM DYTLTMYFQ QYWRDKRLAY SGIPLNLTLD NRVADQLWVP DTYFLNDKKS FVHGVTVKNR MIRLHPDGTV LYGLRITTTA A CMMDLRRY PLDEQNCTLE IESYGYTTDD IEFYWRGGDK AVTGVERIEL PQFSIVEHRL VSRNVVFATG AYPRLSLSFR LK RNIGYFI LQTYMPSILI TILSWVSFWI NYDASAARVA LGITTVLTMT TINTHLRETL PKIPYVKAID MYLMGCFVFV FLA LLEYAF VNYIFFGRGP QRQKKLAEKT AKAKNDRSKS ESNRVDAHGN ILLTSLEVHN EMNEVSGGIG DTRNSAISFD NSGI QYRKQ SMPREGHGRF LGDRSLPHKK THLRRRSSQL KIKIPDLTDV NAIDRWSRIV FPFTFSLFNL VYWLYYVN

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分子 #3: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit delta

分子名称: Gamma-aminobutyric acid receptor subunit delta / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 52.437926 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MDAPARLLAP LLLLCAQQLR GTRAMNDIGD YVGSNLEISW LPNLDGLIAG YARNFRPGIG GPPVNVALAL EVASIDHISE ANMEYTMTV FLHQSWRDSR LSYNHTNETL GLDSRFVDKL WLPDTFIVNA KSAWFHDVTV ENKLIRLQPD GVILYSIRIT S TVACDMDL ...文字列:
MDAPARLLAP LLLLCAQQLR GTRAMNDIGD YVGSNLEISW LPNLDGLIAG YARNFRPGIG GPPVNVALAL EVASIDHISE ANMEYTMTV FLHQSWRDSR LSYNHTNETL GLDSRFVDKL WLPDTFIVNA KSAWFHDVTV ENKLIRLQPD GVILYSIRIT S TVACDMDL AKYPMDEQEC MLDLESYGYS SEDIVYYWSE SQEHIHGLDK LQLAQFTITS YRFTTELMNF KSAGQFPRLS LH FHLRRNR GVYIIQSYMP SVLLVAMSWV SFWISQAAVP ARVSLGITTV LTMTTLMVSA RSSLPRASAI KALDVYFWIC YVF VFAALV EYAFAHFNAD YRKKQKAKVK VSRPRAEMDV RNAIVLFSLS AAGVTQELAI SRRQRRVPGN LMGSYRSVGV ETGE TKKEG AARSGGQGGI RARLRPIDAD TIDIYARAVF PAAFAAVNVI YWAAYAMGGS GGSGGSGKTE TSQVAPA

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分子 #4: Nanobody Nb25

分子名称: Nanobody Nb25 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 13.341741 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
QVQLVESGGG LVQGSLRLSC AASGHTFNYP IMGWFRQAPG KEREFVGAIS WSGGSTSYAD SVKDRFTISR DNAKNTVYLE MNNLKPEDT AVYYCAAKGR YSGGLYYPTN YDYWGQGTQV TV

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分子 #8: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 2 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン / N-アセチルグルコサミン

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分子 #9: HISTAMINE

分子名称: HISTAMINE / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 3 / 式: HSM
分子量理論値: 111.145 Da
Chemical component information

ChemComp-HSM:
HISTAMINE / ヒスタミン / 神経伝達物質, ホルモン*YM / ヒスタミン

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分子 #10: HEXADECANE

分子名称: HEXADECANE / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 1 / 式: R16
分子量理論値: 226.441 Da
Chemical component information

ChemComp-R16:
HEXADECANE / ヘキサデカン / ヘキサデカン

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分子 #11: DECANE

分子名称: DECANE / タイプ: ligand / ID: 11 / コピー数: 1 / 式: D10
分子量理論値: 142.282 Da
Chemical component information

ChemComp-D10:
DECANE / デカン / デカン

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

緩衝液pH: 7.6
構成要素:
濃度式名称
300.0 mMNaCl塩化ナトリウムSodium chloride塩化ナトリウム
50.0 mMHEPES
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 287 K / 装置: LEICA PLUNGER

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.1 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 µm
倍率（公称値）: 130000
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 40.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4.1.13)
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: AB INITIO MODEL
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 92694

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-7qn9:
Cryo-EM structure of human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with GABA, histamine and nanobody Nb25 in a pre-open/closed state

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万見について

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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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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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