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万見
- EMDB-23343: Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with AlF4 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23343
タイトルCryo-EM Structure of KdpFABC in E2Pi state with AlF4
マップデータSharpened map from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC
試料
  • 複合体: KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
機能・相同性
機能・相同性情報


P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity ...P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site ...Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.32 Å
データ登録者Sweet ME / Larsen C / Pedersen BP / Stokes DL
資金援助 米国, デンマーク, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01 GM108043 米国
Danish Council for Independent ResearchDFF-8021-00161 デンマーク
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2021
タイトル: Structural basis for potassium transport in prokaryotes by KdpFABC.
著者: Marie E Sweet / Casper Larsen / Xihui Zhang / Michael Schlame / Bjørn P Pedersen / David L Stokes /
要旨: KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K ...KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K transporters and a pump-like subunit (KdpB) from the superfamily of P-type ATPases. Recent structural work has defined the architecture and generated contradictory hypotheses for the transport mechanism. Here, we use substrate analogs to stabilize four key intermediates in the reaction cycle and determine the corresponding structures by cryogenic electron microscopy. We find that KdpB undergoes conformational changes consistent with other representatives from the P-type superfamily, whereas KdpA, KdpC, and KdpF remain static. We observe a series of spherical densities that we assign as K or water and which define a pathway for K transport. This pathway runs through an intramembrane tunnel in KdpA and delivers ions to sites in the membrane domain of KdpB. Our structures suggest a mechanism where ATP hydrolysis is coupled to K transfer between alternative sites in KdpB, ultimately reaching a low-affinity site where a water-filled pathway allows release of K to the cytoplasm.
履歴
登録2021年1月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年2月10日-
マップ公開2021年2月10日-
更新2021年8月11日-
現状2021年8月11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: 0.2
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.2
  • 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_23343.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_23343.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC
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 320 pix.
= 338.88 Å		1.06 Å/pix.
x 320 pix.
= 338.88 Å		1.06 Å/pix.
x 320 pix.
= 338.88 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: 1.059 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 / ムービー #1: 0.2
最小 - 最大-0.6419113 - 1.0509913
平均 (標準偏差)0.00023759042 (±0.01917086)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 338.88 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0591.0591.059
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z338.880338.880338.880
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ400400400
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.6421.0510.000

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添付データ

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ハーフマップ: Un-sharpened half-map A from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC

ファイルemd_23343_half_map_1.map
注釈Un-sharpened half-map A from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC
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: Un-sharpened half-map B from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC

ファイルemd_23343_half_map_2.map
注釈Un-sharpened half-map B from Non-Uniform Refinement in cryoSPARC
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 : KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer

全体名称: KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer
要素
  • 複合体: KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit

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超分子 #1: KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer

超分子名称: KdpFABC in E2Pi state with AlF4 in sample buffer / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: KdpFABC complex solublized in decyl maltopyranoside (DM) detergent.
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換株: TK2498 / 組換プラスミド: pSD107
分子量理論値: 160 KDa

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分子 #1: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAAQGFLLIA TFLLVLMVLA RPLGSGLARL INDIPLPGTT GVERVLFRAL GVSDREMNWK QYLCAILGLN MLGLAVLFFM LLGQHYLPL NPQQLPGLSW DLALNTAVSF VTNTNWRSYS GETTLSYFSQ MAGLTVQNFL SAASGIAVIF ALIRAFTRQS M STLGNAWV ...文字列:
MAAQGFLLIA TFLLVLMVLA RPLGSGLARL INDIPLPGTT GVERVLFRAL GVSDREMNWK QYLCAILGLN MLGLAVLFFM LLGQHYLPL NPQQLPGLSW DLALNTAVSF VTNTNWRSYS GETTLSYFSQ MAGLTVQNFL SAASGIAVIF ALIRAFTRQS M STLGNAWV DLLRITLWVL VPVALLIALF FIQQGALQNF LPYQAVNTVE GAQQLLPMGP VASQEAIKML GTNGGGFFNA NS SHPFENP TALTNFVQML AIFLIPTALC FAFGEVMGDR RQGRMLLWAM SVIFVICVGV VMWAEVQGNP HLLALGTDSS INM EGKESR FGVLVSSLFA VVTTAASCGA VIAMHDSFTA LGGMVPMWLM QIGEVVFGGV GSGLYGMMLF VLLAVFIAGL MIGR TPEYL GKKIDVREMK LTALAILVTP TLVLMGAALA MMTDAGRSAM LNPGPHGFSE VLYAVSSAAN NNGSAFAGLS ANSPF WNCL LAFCMFVGRF GVIIPVMAIA GSLVSKKSQA ASSGTLPTHG PLFVGLLIGT VLLVGALTFI PALALGPVAE YLS

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分子 #2: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: P-type K+ transporter
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSRKQLALFE PTLVVQALKE AVKKLNPQAQ WRNPVMFIVW IGSLLTTCIS IAMASGAMPG NALFSAAISG WLWITVLFAN FAEALAEGR SKAQANSLKG VKKTAFARKL REPKYGAAAD KVPADQLRKG DIVLVEAGDI IPCDGEVIEG GASVDESAIT G EAAPVIRE ...文字列:
MSRKQLALFE PTLVVQALKE AVKKLNPQAQ WRNPVMFIVW IGSLLTTCIS IAMASGAMPG NALFSAAISG WLWITVLFAN FAEALAEGR SKAQANSLKG VKKTAFARKL REPKYGAAAD KVPADQLRKG DIVLVEAGDI IPCDGEVIEG GASVDESAIT G EAAPVIRE SGGDFASVTG GTRILSDWLV IECSVNPGET FLDRMIAMVE GAQRRKTPNE IALTILLIAL TIVFLLATAT LW PFSAWGG NAVSVTVLVA LLVCLIPTTI GGLLSAIGVA GMSRMLGANV IATSGRAVEA AGDVDVLLLD KTGTITLGNR QAS EFIPAQ GVDEKTLADA AQLASLADET PEGRSIVILA KQRFNLRERD VQSLHATFVP FTAQSRMSGI NIDNRMIRKG SVDA IRRHV EANGGHFPTD VDQKVDQVAR QGATPLVVVE GSRVLGVIAL KDIVKGGIKE RFAQLRKMGI KTVMITGDNR LTAAA IAAE AGVDDFLAEA TPEAKLALIR QYQAEGRLVA MTGDGTNDAP ALAQADVAVA MNSGTQAAKE AGNMVDLDSN PTKLIE VVH IGKQMLMTRG SLTTFSIAND VAKYFAIIPA AFAATYPQLN ALNIMCLHSP DSAILSAVIF NALIIVFLIP LALKGVS YK PLTASAMLRR NLWIYGLGGL LVPFIGIKVI DLLLTVCGLV

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分子 #3: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSGLRPALST FIFLLLITGG VYPLLTTVLG QWWFPWQANG SLIREGDTVR GSALIGQNFT GNGYFHGRPS ATAEMPYNPQ ASGGSNLAV SNPELDKLIA ARVAALRAAN PDASASVPVE LVTASASGLD NNITPQAAAW QIPRVAKARN LSVEQLTQLI A KYSQQPLV ...文字列:
MSGLRPALST FIFLLLITGG VYPLLTTVLG QWWFPWQANG SLIREGDTVR GSALIGQNFT GNGYFHGRPS ATAEMPYNPQ ASGGSNLAV SNPELDKLIA ARVAALRAAN PDASASVPVE LVTASASGLD NNITPQAAAW QIPRVAKARN LSVEQLTQLI A KYSQQPLV KYIGQPVVNI VELNLALDKL DEGTGLVPRG SSHHHHHHHH

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分子 #4: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MSAGVITGVL LVFLLLGYLV YALINAEAF

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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4.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
25.0 mM(HOCH2)3CNH2tris(hydroxymethyl)aminomethane
200.0 mMNaClsodium chloride
5.0 mMMgCl2magnesium chloride
1.0 mMC9H15O6Ptris(2-carboxyethyl)phosphine
1.5 mg/mLC22H42O11decyl maltopyranoside
1.0 mMAlF4aluminum fluoride

詳細: AlF4 was added to the protein after size-exclusion chromatography and incubated 1 hr prior to freezing
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 支持フィルム - Film thickness: 50.0 nm / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR
詳細: PELCO easiGlow Glow Discharge Cleaning System used for glow discharge with default settings.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: 3 uL of protein mixture applied to grid. Blot time 4 seconds, blot force 0, no wait before plunging..
詳細DM-solublized KdpFABC complex purified through SEC the same day as grid freezing. Peak fraction diluted to 4.5 mg/mL and complexed with AlF4 for 1 hr at room temperature prior to application to grid.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 77.0 K / 最高: 77.0 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 K3 (6k x 4k) / 検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / デジタル化 - サンプリング間隔: 5.0 µm / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-50 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2636 / 平均露光時間: 2.7 sec. / 平均電子線量: 50.0 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: 70.0 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）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 81000
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

粒子像選択選択した数: 1202004 / 詳細: template picking
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.9.0)
初期モデルモデルのタイプ: NONE / 詳細: ab initio
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.32 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.9.0) / 使用した粒子像数: 300627
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.9.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.9.0)
最終 3次元分類クラス数: 3 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.9.0) / 詳細: Heterogenous Refinement.
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 当てはまり具合の基準: Cross-correlation

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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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