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- EMDB-22661: Structure of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera trapped in the resting sta... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-22661
タイトルStructure of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera trapped in the resting state by tarantula toxin m3-Huwentoxin-IV
マップデータEM map without post-cut-off B-factor sharpening
試料
  • 複合体: Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV
    • 複合体: NavAb/Nav1.7-VS2A chimera
      • タンパク質・ペプチド: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
    • 複合体: m3-Huwentoxin-IV
      • タンパク質・ペプチド: Mu-theraphotoxin-Hs2a
機能・相同性
機能・相同性情報


detection of mechanical stimulus involved in sensory perception / host cell presynaptic membrane / membrane depolarization during action potential / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / voltage-gated sodium channel complex / Interaction between L1 and Ankyrins / voltage-gated sodium channel activity / ion channel inhibitor activity / detection of maltose stimulus / sodium ion transport ...detection of mechanical stimulus involved in sensory perception / host cell presynaptic membrane / membrane depolarization during action potential / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / voltage-gated sodium channel complex / Interaction between L1 and Ankyrins / voltage-gated sodium channel activity / ion channel inhibitor activity / detection of maltose stimulus / sodium ion transport / maltose transport complex / behavioral response to pain / Phase 0 - rapid depolarisation / maltose binding / maltose transport / maltodextrin transmembrane transport / detection of temperature stimulus involved in sensory perception of pain / carbohydrate transport / carbohydrate transmembrane transporter activity / sodium channel regulator activity / sodium ion transmembrane transport / neuronal action potential / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex, substrate-binding subunit-containing / sensory perception of pain / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex / cell chemotaxis / post-embryonic development / response to toxic substance / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / 概日リズム / outer membrane-bounded periplasmic space / toxin activity / ペリプラズム / 炎症 / 神経繊維 / DNA damage response / extracellular region / 生体膜 / identical protein binding / metal ion binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Huwentoxin-1 family signature. / Huwentoxin, conserved site-1 / Huwentoxin-1 family / Ion channel inhibitory toxin / Voltage-gated Na+ ion channel, cytoplasmic domain / Cytoplasmic domain of voltage-gated Na+ ion channel / Voltage-gated sodium channel alpha subunit, inactivation gate / Sodium ion transport-associated / Sodium ion transport-associated / Voltage gated sodium channel, alpha subunit ...Huwentoxin-1 family signature. / Huwentoxin, conserved site-1 / Huwentoxin-1 family / Ion channel inhibitory toxin / Voltage-gated Na+ ion channel, cytoplasmic domain / Cytoplasmic domain of voltage-gated Na+ ion channel / Voltage-gated sodium channel alpha subunit, inactivation gate / Sodium ion transport-associated / Sodium ion transport-associated / Voltage gated sodium channel, alpha subunit / Voltage-gated cation channel calcium and sodium / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. / IQ motif, EF-hand binding site / 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
Ion transport protein / Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein / Huwentoxin-IV / Sodium channel protein type 9 subunit alpha
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / Haplopelma schmidti (クモ) / 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: 3.6 Å
データ登録者Wisedchaisri G / Tonggu L / Gamal El-Din TM / McCord E / Zheng N / Catterall WA
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 Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R35 NS111573 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Structural Basis for High-Affinity Trapping of the Na1.7 Channel in Its Resting State by Tarantula Toxin.
著者: Goragot Wisedchaisri / Lige Tonggu / Tamer M Gamal El-Din / Eedann McCord / Ning Zheng / William A Catterall /
要旨: Voltage-gated sodium channels initiate electrical signals and are frequently targeted by deadly gating-modifier neurotoxins, including tarantula toxins, which trap the voltage sensor in its resting ...Voltage-gated sodium channels initiate electrical signals and are frequently targeted by deadly gating-modifier neurotoxins, including tarantula toxins, which trap the voltage sensor in its resting state. The structural basis for tarantula-toxin action remains elusive because of the difficulty of capturing the functionally relevant form of the toxin-channel complex. Here, we engineered the model sodium channel NaAb with voltage-shifting mutations and the toxin-binding site of human Na1.7, an attractive pain target. This mutant chimera enabled us to determine the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structure of the channel functionally arrested by tarantula toxin. Our structure reveals a high-affinity resting-state-specific toxin-channel interaction between a key lysine residue that serves as a "stinger" and penetrates a triad of carboxyl groups in the S3-S4 linker of the voltage sensor. By unveiling this high-affinity binding mode, our studies establish a high-resolution channel-docking and resting-state locking mechanism for huwentoxin-IV and provide guidance for developing future resting-state-targeted analgesic drugs.
履歴
登録2020年9月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年12月2日-
マップ公開2020年12月2日-
更新2021年1月20日-
現状2021年1月20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: 4
  • 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: 4
  • 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-7k48
  • 表面レベル: 4
  • 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_22661.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_22661.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈EM map without post-cut-off B-factor sharpening
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.056 Å
密度
表面レベル登録者による: 3.0 / ムービー #1: 4
最小 - 最大-11.073463 - 18.740183
平均 (標準偏差)0.069499016 (±0.92631894)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 270.336 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/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z270.336270.336270.336
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ360360360
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-11.07318.7400.069

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_22661_msk_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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追加マップ: EM map with post-cut-off B-factor sharpening of -50 A2.

ファイルemd_22661_additional_1.map
注釈EM map with post-cut-off B-factor sharpening of -50 A2.
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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追加マップ: EM full map

ファイルemd_22661_additional_2.map
注釈EM full 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: EM half map (odd)

ファイルemd_22661_half_map_1.map
注釈EM half map (odd)
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: EM half map (even)

ファイルemd_22661_half_map_2.map
注釈EM half map (even)
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 : Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV

全体名称: Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV
要素
  • 複合体: Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV
    • 複合体: NavAb/Nav1.7-VS2A chimera
      • タンパク質・ペプチド: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
    • 複合体: m3-Huwentoxin-IV
      • タンパク質・ペプチド: Mu-theraphotoxin-Hs2a

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超分子 #1: Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV

超分子名称: Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IV
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 300 KDa

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超分子 #2: NavAb/Nav1.7-VS2A chimera

超分子名称: NavAb/Nav1.7-VS2A chimera / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: K12

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超分子 #3: m3-Huwentoxin-IV

超分子名称: m3-Huwentoxin-IV / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Haplopelma schmidti (クモ)
組換発現生物種: synthetic construct (人工物)

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分子 #1: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport pr...

分子名称: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
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: 68.519062 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列: MKIEEGKLVI WINGDKGYNG LAEVGKKFEK DTGIKVTVEH PDKLEEKFPQ VAATGDGPDI IFWAHDRFGG YAQSGLLAEI TPDKAFQDK LYPFTWDAVR YNGKLIAYPI AVEALSLIYN KDLLPNPPKT WEEIPALDKE LKAKGKSALM FNLQEPYFTW P LIAADGGY ...文字列:
MKIEEGKLVI WINGDKGYNG LAEVGKKFEK DTGIKVTVEH PDKLEEKFPQ VAATGDGPDI IFWAHDRFGG YAQSGLLAEI TPDKAFQDK LYPFTWDAVR YNGKLIAYPI AVEALSLIYN KDLLPNPPKT WEEIPALDKE LKAKGKSALM FNLQEPYFTW P LIAADGGY AFKYENGKYD IKDVGVDNAG AKAGLTFLVD LIKNKHMNAD TDYSIAEAAF NKGETAMTIN GPWAWSNIDT SK VNYGVTV LPTFKGQPSK PFVGVLSAGI NAASPNKELA KEFLENYLLT DEGLEAVNKD KPLGAVALKS YEEELAKDPR IAA TMENAQ KGEIMPNIPQ MSAFWYAVRT AVINAASGRQ TVDEALKDAQ TNAMYLAITN IVESSFFTKF ITICIVLNTL FMAM EHHPM TEEFKNVLAI GNLVFTGIFA AEIILRIYVH RISFFKDPWS LFDFFVVTLS LVELFLADVE GLSVLRSFRL LRLFR AVTA VPQMRKIVSA LISVIPGMLS VIALMTLFFY IFAIMATQLF GERFPEWFGT LGESFYTLFQ VMTLESWSMG IVRPLM EVY PYAWVFFIPF IFVVTFVMIN LVVAIIVDAM AILNQKEEQH IIDEVQSH

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分子 #2: Mu-theraphotoxin-Hs2a

分子名称: Mu-theraphotoxin-Hs2a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Haplopelma schmidti (クモ)
分子量理論値: 3.999777 KDa
配列文字列:
GCLGIFKACN PSNDQCCKSS KLVCSRKTRW CKWQI

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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10 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
10.0 mMNH2C(CH2OH)3HClTris-HClトリスヒドロキシメチルアミノメタン
100.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
0.006 %C56H92O25glycol-diosgenin (GDN)
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 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: 12.0 nm / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 101.325 kPa
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 / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Blot for 2.5-4.0 seconds before plunging.
詳細m3-HwTx-IV was added in excess to the chimera at 8:1 stoichiometric molar ratio of toxin to channel.

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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: 100.0 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 130000
特殊光学系位相板: VOLTA PHASE PLATE / 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
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
温度最低: 70.0 K / 最高: 70.0 K
詳細Preliminary grid screening was performed manually.
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: 3710 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3582 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 2-42 / 実像数: 7168 / 平均露光時間: 8.6 sec. / 平均電子線量: 60.0 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

粒子像選択選択した数: 1470000
CTF補正ソフトウェア - 名称: Gctf
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6p6w


詳細: Low pass filtered to 60 Angstrom
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 3次元分類クラス数: 3 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
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 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) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 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: 501310
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:

6n4i


Chain - Chain ID: A
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7k48:
Structure of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera trapped in the resting state by tarantula toxin m3-Huwentoxin-IV

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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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