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- EMDB-20265: Cryo-EM structure of voltage-gated sodium channel NavAb N49K/L109... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-20265
タイトルCryo-EM structure of voltage-gated sodium channel NavAb N49K/L109A/M116V/G94C/Q150C disulfide crosslinked mutant in the resting state
マップデータCryo-EM map of disulfide crosslinked MBP-NavAb N49K/L109A/M116V/G9C/Q150C in the resting state
試料
  • 複合体: Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb in the resting state
    • タンパク質・ペプチド: Fusion of Maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb
キーワードIon channel / ion transport protein / MEMBRANE PROTEIN / metal transport
機能・相同性
機能・相同性情報


membrane depolarization during action potential / voltage-gated sodium channel complex / voltage-gated sodium channel activity / detection of maltose stimulus / maltose transport complex / maltose binding / carbohydrate transport / maltose transport / maltodextrin transmembrane transport / carbohydrate transmembrane transporter activity ...membrane depolarization during action potential / voltage-gated sodium channel complex / voltage-gated sodium channel activity / detection of maltose stimulus / maltose transport complex / maltose binding / carbohydrate transport / maltose transport / maltodextrin transmembrane transport / carbohydrate transmembrane transporter activity / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex, substrate-binding subunit-containing / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex / cell chemotaxis / outer membrane-bounded periplasmic space / periplasmic space / DNA damage response / identical protein binding / membrane / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Voltage-gated cation channel calcium and sodium / Maltose/Cyclodextrin ABC transporter, substrate-binding protein / Solute-binding family 1, conserved site / Bacterial extracellular solute-binding proteins, family 1 signature. / Voltage-dependent channel domain superfamily / Bacterial extracellular solute-binding protein / Bacterial extracellular solute-binding protein / Ion transport domain / Ion transport protein
類似検索 - ドメイン・相同性
Maltodextrin-binding protein / Ion transport protein / Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein
類似検索 - 構成要素
生物種Arcobacter butzleri RM4018 (バクテリア) / Arcobacter butzleri (strain RM4018) (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: 4.0 Å
データ登録者Wisedchaisri G / Tonggu L
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01 NS015751 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL112808 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)T32 GM007750 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Cell / 年: 2019
タイトル: Resting-State Structure and Gating Mechanism of a Voltage-Gated Sodium Channel.
著者: Goragot Wisedchaisri / Lige Tonggu / Eedann McCord / Tamer M Gamal El-Din / Liguo Wang / Ning Zheng / William A Catterall /
要旨: Voltage-gated sodium (Na) channels initiate action potentials in nerve, muscle, and other electrically excitable cells. The structural basis of voltage gating is uncertain because the resting state ...Voltage-gated sodium (Na) channels initiate action potentials in nerve, muscle, and other electrically excitable cells. The structural basis of voltage gating is uncertain because the resting state exists only at deeply negative membrane potentials. To stabilize the resting conformation, we inserted voltage-shifting mutations and introduced a disulfide crosslink in the VS of the ancestral bacterial sodium channel NaAb. Here, we present a cryo-EM structure of the resting state and a complete voltage-dependent gating mechanism. The S4 segment of the VS is drawn intracellularly, with three gating charges passing through the transmembrane electric field. This movement forms an elbow connecting S4 to the S4-S5 linker, tightens the collar around the S6 activation gate, and prevents its opening. Our structure supports the classical "sliding helix" mechanism of voltage sensing and provides a complete gating mechanism for voltage sensor function, pore opening, and activation-gate closure based on high-resolution structures of a single sodium channel protein.
履歴
登録2019年6月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年6月26日-
マップ公開2019年8月14日-
更新2024年10月30日-
現状2024年10月30日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6p6w
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_20265.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_20265.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 107.2 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM map of disulfide crosslinked MBP-NavAb N49K/L109A/M116V/G9C/Q150C in the resting state
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.)
1.06 Å/pix.
x 304 pix.
= 321.024 Å		1.06 Å/pix.
x 304 pix.
= 321.024 Å		1.06 Å/pix.
x 304 pix.
= 321.024 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: 1.056 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: 3.0 / ムービー #1: 3
最小 - 最大-12.836589 - 15.613651000000001
平均 (標準偏差)0.010954351 (±0.2788101)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-152-152-152
サイズ304304304
Spacing304304304
セルA=B=C: 321.024 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0561.0561.056
M x/y/z304304304
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z321.024321.024321.024
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-152-152-152
NC/NR/NS304304304
D min/max/mean-12.83715.6140.011

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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 : Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channe...

全体名称: Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb in the resting state
要素
  • 複合体: Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb in the resting state
    • タンパク質・ペプチド: Fusion of Maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb

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超分子 #1: Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channe...

超分子名称: Fusion of maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb in the resting state
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Arcobacter butzleri RM4018 (バクテリア)
分子量理論値: 300 KDa

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分子 #1: Fusion of Maltose-binding protein and voltage-gated sodium channe...

分子名称: Fusion of Maltose-binding protein and voltage-gated sodium channel NavAb
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Arcobacter butzleri (strain RM4018) (バクテリア)
株: RM4018
分子量理論値: 74.072797 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列: MKIKTGARIL ALSALTTMMF SASALAKIEE GKLVIWINGD KGYNGLAEVG KKFEKDTGIK VTVEHPDKLE EKFPQVAATG DGPDIIFWA HDRFGGYAQS GLLAEITPDK AFQDKLYPFT WDAVRYNGKL IAYPIAVEAL SLIYNKDLLP NPPKTWEEIP A LDKELKAK ...文字列:
MKIKTGARIL ALSALTTMMF SASALAKIEE GKLVIWINGD KGYNGLAEVG KKFEKDTGIK VTVEHPDKLE EKFPQVAATG DGPDIIFWA HDRFGGYAQS GLLAEITPDK AFQDKLYPFT WDAVRYNGKL IAYPIAVEAL SLIYNKDLLP NPPKTWEEIP A LDKELKAK GKSALMFNLQ EPYFTWPLIA ADGGYAFKYE NGKYDIKDVG VDNAGAKAGL TFLVDLIKNK HMNADTDYSI AE AAFNKGE TAMTINGPWA WSNIDTSKVN YGVTVLPTFK GQPSKPFVGV LSAGINAASP NKELAKEFLE NYLLTDEGLE AVN KDKPLG AVALKSYEEE LAKDPRIAAT MENAQKGEIM PNIPQMSAFW YAVRTAVINA ASGRQTVDEA LKDAQTNAMY LAIT NIVES SFFTKFIIYL IVLNGITMGL ETSKTFMQSF GVYTTLFKQI VITIFTIEII LRIYVHRISF FKDPWSLFDF FVVAI SLVP TSSCFEILRV LRVLRLFRAV TAVPQVRKIV SALISVIPGM LSVIALMTLF FYIFAIMATC LFGERFPEWF GTLGES FYT LFQVMTLESW SMGIVRPLME VYPYAWVFFI PFIFVVTFVM INLVVAIIVD AMAILNQKEE QHIIDEVQSH EDNINNE II KLREEIVELK ELIKTSLKN

UniProtKB: Maltodextrin-binding protein, Ion transport protein

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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8 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度名称
100.0 mMSodium chloride
10.0 mMTris HCl
0.12 %Digitonin
10.0 mMMaltose
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 4C / 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 / 支持フィルム - Film thickness: 20 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.04 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 40 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: HOMEMADE PLUNGER

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 90.8 K / 最高: 103.5 K
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
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 / デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-43 / 撮影したグリッド数: 9 / 実像数: 5000 / 平均露光時間: 8.6 sec. / 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C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 130000
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

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画像解析

詳細Movie frames were aligned and 2x binned to a pixel size off 1.056 A using MotionCor2.
粒子像選択選択した数: 476000
詳細: Auto-particle picking using RELION 3.0 beta and manual particle removals of bad particles.
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

3rvy


詳細: Pore module only
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 1.0.0-beta) / 使用した粒子像数: 333899
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0 beta)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 1.0.0-beta)
最終 3次元分類クラス数: 100 / 平均メンバー数/クラス: 4760 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0 beta)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

3rvy


Chain - Chain ID: A / Chain - Residue range: 1001-1221 / Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-6p6w:
Cryo-EM structure of voltage-gated sodium channel NavAb N49K/L109A/M116V/G94C/Q150C disulfide crosslinked mutant in the resting 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)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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