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- EMDB-18609: Cryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the pe... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-18609
タイトルCryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the pentameric form at pH 8.0
マップデータ
試料
  • 複合体: Light-driven sodium pump ErNaR
    • タンパク質・ペプチド: Bacteriorhodopsin-like protein
  • リガンド: EICOSANE
  • リガンド: DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE
  • リガンド: water
キーワードretinal / ion transport / rhodopsin / photocycle / sodium transport / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性Bacteriorhodopsin-like protein / Archaeal/bacterial/fungal rhodopsins / Bacteriorhodopsin-like protein / membrane / Bacteriorhodopsin-like protein
機能・相同性情報
生物種Erythrobacter (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.63 Å
データ登録者Kovalev K / Podoliak E / Lamm GHU / Marin E / Stetsenko A / Guskov A
資金援助 ドイツ, 1件
OrganizationGrant number国
EIPOD fellowship under Marie Sklodowska-Curie Actions COFUND847543 ドイツ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: A subgroup of light-driven sodium pumps with an additional Schiff base counterion.
著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J ...著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J Wachtveitl / I Schapiro / V Busskamp / A Guskov / V Gordeliy / A Alekseev / K Kovalev /
要旨: Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region ...Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region essential for sodium transport. Here we identify a subgroup of the NDQ rhodopsins bearing an additional glutamic acid residue in the close vicinity to the retinal Schiff base. We thoroughly characterize a member of this subgroup, namely the protein ErNaR from Erythrobacter sp. HL-111 and show that the additional glutamic acid results in almost complete loss of pH sensitivity for sodium-pumping activity, which is in contrast to previously studied NaRs. ErNaR is capable of transporting sodium efficiently even at acidic pH levels. X-ray crystallography and single particle cryo-electron microscopy reveal that the additional glutamic acid residue mediates the connection between the other two Schiff base counterions and strongly interacts with the aspartic acid of the characteristic NDQ motif. Hence, it reduces its pKa. Our findings shed light on a subgroup of NaRs and might serve as a basis for their rational optimization for optogenetics.
履歴
登録2023年10月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年4月24日-
マップ公開2024年4月24日-
更新2024年4月24日-
現状2024年4月24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_18609.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_18609.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 1000 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.)
0.42 Å/pix.
x 640 pix.
= 267.52 Å		0.42 Å/pix.
x 640 pix.
= 267.52 Å		0.42 Å/pix.
x 640 pix.
= 267.52 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: 0.418 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: 0.2
最小 - 最大-0.64079964 - 0.96789604
平均 (標準偏差)0.00030385575 (±0.022942018)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ640640640
Spacing640640640
セルA=B=C: 267.52002 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_18609_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_18609_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Light-driven sodium pump ErNaR

全体名称: Light-driven sodium pump ErNaR
要素
  • 複合体: Light-driven sodium pump ErNaR
    • タンパク質・ペプチド: Bacteriorhodopsin-like protein
  • リガンド: EICOSANE
  • リガンド: DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE
  • リガンド: water

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超分子 #1: Light-driven sodium pump ErNaR

超分子名称: Light-driven sodium pump ErNaR / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Erythrobacter (バクテリア)
分子量理論値: 36 KDa

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分子 #1: Bacteriorhodopsin-like protein

分子名称: Bacteriorhodopsin-like protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 5 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Erythrobacter (バクテリア)
分子量理論値: 32.046049 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: (FME)PSIENFLAY DFWQYDVIRH LFAFSTAVFL AGLVYFAMTA RTTAPNYRLS ANISAVVMVS AALELGQLWL LWNESF QWA ELQGSFVPVA GERFSNGYRY MNWLIDVPML ATQLVVVCGF VGTELRNRWA KLTIAGVLMI LTGYVGQYFE PAVAGVP GY ...文字列:
(FME)PSIENFLAY DFWQYDVIRH LFAFSTAVFL AGLVYFAMTA RTTAPNYRLS ANISAVVMVS AALELGQLWL LWNESF QWA ELQGSFVPVA GERFSNGYRY MNWLIDVPML ATQLVVVCGF VGTELRNRWA KLTIAGVLMI LTGYVGQYFE PAVAGVP GY EGAEQFWIWG IISTAFFVWM LLILANAVRN PQGAPSDEVR SRLKFCFWFL LATWSIYPFA YAMPLFAPTA DGVVVRQV I YTVADVSS(LYR)L VFGVILSQVA LRRSAEEGFE PARVASGEFD ERAPAR

UniProtKB: Bacteriorhodopsin-like protein

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分子 #2: EICOSANE

分子名称: EICOSANE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 46 / 式: LFA
分子量理論値: 282.547 Da
Chemical component information

ChemComp-LFA:
EICOSANE / イコサン

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分子 #3: DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE

分子名称: DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 10 / 式: LMT
分子量理論値: 510.615 Da
Chemical component information

ChemComp-LMT:
DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / ドデシルβ-D-マルトシド / 可溶化剤*YM

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分子 #4: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 195 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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

濃度7 mg/mL
緩衝液pH: 4.3 / 構成要素: (名称: tris-HCl, sodium chloride)
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 293 K

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3865 / 平均電子線量: 50.0 e/Å2 / 詳細: Counted super res mode
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: OTHER / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 105000
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C5 (5回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.63 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0.2) / 使用した粒子像数: 437017
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0.2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0.2)
最終 3次元分類クラス数: 20 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0.2)

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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)

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  • 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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