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- EMDB-23641: The structure of Bacillus subtilis BmrCD in the inward-facing con... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23641
タイトルThe structure of Bacillus subtilis BmrCD in the inward-facing conformation bound to Hoechst-33342 and ATP
マップデータPostprocessed maps used for model building and model refinement in Phenix.
試料
  • 複合体: BmrCD
    • タンパク質・ペプチド: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheI
    • タンパク質・ペプチド: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheH
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: 2'-(4-ETHOXYPHENYL)-5-(4-METHYL-1-PIPERAZINYL)-2,5'-BI-BENZIMIDAZOLE
キーワードABC transporter / multi-drug efflux transporter / ABC exporter / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


ATPase-coupled lipid transmembrane transporter activity / トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う / ATPase-coupled transmembrane transporter activity / ABC-type transporter activity / transmembrane transport / response to antibiotic / ATP hydrolysis activity / ATP binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. ...Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheH / Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheI
類似検索 - 構成要素
生物種Bacillus subtilis (枯草菌) / Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168 (枯草菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.55 Å
データ登録者Thaker TM / Tomasiak TM
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM114245 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM128087 米国
引用ジャーナル: Nat Chem Biol / 年: 2022
タイトル: Asymmetric drug binding in an ATP-loaded inward-facing state of an ABC transporter.
著者: Tarjani M Thaker / Smriti Mishra / Wenchang Zhou / Michael Mohan / Qingyu Tang / José D Faraldo-Goméz / Hassane S Mchaourab / Thomas M Tomasiak /
要旨: Substrate efflux by ATP-binding cassette (ABC) transporters, which play a major role in multidrug resistance, entails the ATP-powered interconversion between transporter intermediates. Despite recent ...Substrate efflux by ATP-binding cassette (ABC) transporters, which play a major role in multidrug resistance, entails the ATP-powered interconversion between transporter intermediates. Despite recent progress in structure elucidation, a number of intermediates have yet to be visualized and mechanistically interpreted. Here, we combine cryogenic-electron microscopy (cryo-EM), double electron-electron resonance spectroscopy and molecular dynamics simulations to profile a previously unobserved intermediate of BmrCD, a heterodimeric multidrug ABC exporter from Bacillus subtilis. In our cryo-EM structure, ATP-bound BmrCD adopts an inward-facing architecture featuring two molecules of the substrate Hoechst-33342 in a striking asymmetric head-to-tail arrangement. Deletion of the extracellular domain capping the substrate-binding chamber or mutation of Hoechst-coordinating residues abrogates cooperative stimulation of ATP hydrolysis. Together, our findings support a mechanistic role for symmetry mismatch between the nucleotide binding and the transmembrane domains in the conformational cycle of ABC transporters and is of notable importance for rational design of molecules for targeted ABC transporter inhibition.
履歴
登録2021年3月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年1月5日-
マップ公開2022年1月5日-
更新2024年5月29日-
現状2024年5月29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: 0.025
  • 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: 0.025
  • 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-7m33
  • 表面レベル: 0.025
  • 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_23641.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_23641.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Postprocessed maps used for model building and model refinement in Phenix.
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.059 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.023 / ムービー #1: 0.025
最小 - 最大-0.16292481 - 0.2624507
平均 (標準偏差)-0.00009320474 (±0.0042563616)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 304.992 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/z288288288
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z304.992304.992304.992
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS288288288
D min/max/mean-0.1630.262-0.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_23641_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: Masked postprocessed maps used for model building and...

ファイルemd_23641_additional_1.map
注釈Masked postprocessed maps used for model building and model refinement in Phenix.
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: Half-map 1 out of Refine3D in Relion 3.1.

ファイルemd_23641_half_map_1.map
注釈Half-map 1 out of Refine3D in Relion 3.1.
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: Half-map 2 out of Refine3D in Relion 3.1.

ファイルemd_23641_half_map_2.map
注釈Half-map 2 out of Refine3D in Relion 3.1.
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 : BmrCD

全体名称: BmrCD
要素
  • 複合体: BmrCD
    • タンパク質・ペプチド: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheI
    • タンパク質・ペプチド: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheH
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: 2'-(4-ETHOXYPHENYL)-5-(4-METHYL-1-PIPERAZINYL)-2,5'-BI-BENZIMIDAZOLE

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超分子 #1: BmrCD

超分子名称: BmrCD / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: heterodimeric multi-drug ABC exporter from Bacillus subtilis
由来(天然)生物種: Bacillus subtilis (枯草菌)
分子量理論値: 141.39865 KDa

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分子 #1: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permeas...

分子名称: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheI
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う
由来(天然)生物種: Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168 (枯草菌)
分子量理論値: 67.602961 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGSSHHHHHH SSGLVPRGSH MLEFSVLKKL GWFFKAYWLR YTIAIVLLLA VNVIEMFPPK LLGNAIDDMK AGAFTAEGLL FYIGIFFVL TAAVYIMSYF WMHQLFGGAN LMEKILRTKL MGHLLTMSPP FYEKNRTGDL MARGTNDLQA VSLTTGFGIL T LVDSTMFM ...文字列:
MGSSHHHHHH SSGLVPRGSH MLEFSVLKKL GWFFKAYWLR YTIAIVLLLA VNVIEMFPPK LLGNAIDDMK AGAFTAEGLL FYIGIFFVL TAAVYIMSYF WMHQLFGGAN LMEKILRTKL MGHLLTMSPP FYEKNRTGDL MARGTNDLQA VSLTTGFGIL T LVDSTMFM MTIFLTMGFL ISWKLTFAAI IPLPVMAIAI SLYGSKIHER FTEAQNAFGA LNDRVLESVS GVRVIRAYVQ ET NDVRRFN EMTADVYQKN MKVAFIDSLF EPTVKLLVGA SYLIGLGYGA FLVFRNELTL GELVSFNVYL GMMIWPMFAI GEL INVMQR GNASLDRVNE TLSYETDVTD PKQPADLKEP GDIVFSHVSF TYPSSTSDNL QDISFTVRKG QTVGIAGKTG SGKT TIIKQ LLRQYPPGEG SITFSGVPIQ QIPLDRLRGW IGYVPQDHLL FSRTVKENIL YGKQDATDKE VQQAIAEAHF EKDLH MLPS GLETMVGEKG VALSGGQKQR ISIARALMAN PEILILDQSL SAVDAKTEAA IIKNIRENRK GKTTFILTHR LSAVEH ADL ILVMDGGVIA ERGTHQELLA NNGWYREQYE RQQLFTAEEG GAGA

UniProtKB: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheI

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分子 #2: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permeas...

分子名称: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheH
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う
由来(天然)生物種: Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168 (枯草菌)
分子量理論値: 77.369898 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MKIGKTLWRY ALLYRKLLIT AVLLLTVAVG AELTGPFIGK KMIDDHILGI EKTWYEAAEK DKNAVQFHGV SYVREDRLQE PVSKAKEAH IYQVGMAFYF VDQAVSFDGN RTVSDGKLTI TNGDKSRAYA AEKLTKQELF QFYQPEIKGM VLLIALYGGL L VFSVFFQY ...文字列:
MKIGKTLWRY ALLYRKLLIT AVLLLTVAVG AELTGPFIGK KMIDDHILGI EKTWYEAAEK DKNAVQFHGV SYVREDRLQE PVSKAKEAH IYQVGMAFYF VDQAVSFDGN RTVSDGKLTI TNGDKSRAYA AEKLTKQELF QFYQPEIKGM VLLIALYGGL L VFSVFFQY GQHYLLQMSA NRIIQKMRQD VFSHIQKMPI RYFDNLPAGK VVARITNDTE AIRDLYVTVL STFVTSGIYM FG IFTALFL LDVKLAFVAL AIVPIIWLWS VIYRRYASYY NQKIRSINSD INAKMNESIQ GMTIIQAFRH QKETMREFEE LNE SHFYFQ NRMLNLNSLM SHNLVNVIRN LAFVALIWHF GGASLNAAGI VSIGVLYAFV DYLNRLFQPI TGIVNQFSKL ELAR VSAGR VFELLEEKNT EEAGEPAKER ALGRVEFRDV SFAYQEGEEV LKHISFTAQK GETVALVGHT GSGKSSILNL LFRFY DAQK GDVLIDGKSI YNMSRQELRS HMGIVLQDPY LFSGTIGSNV SLDDERMTEE EIKNALRQVG AEPLLKKLPK GINEPV IEK GSTLSSGERQ LISFARALAF DPAILILDQA TAHIDTETEA VIQKALDVVK QGRTTFVIAH RLSTIRNADQ ILVLDKG EI VERGNHEELM ALEGQYYQMY ELQKGQKHSI ALEHHHHHH

UniProtKB: Probable multidrug resistance ABC transporter ATP-binding/permease protein YheH

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分子 #3: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: ATP
分子量理論値: 507.181 Da
Chemical component information

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #4: 2'-(4-ETHOXYPHENYL)-5-(4-METHYL-1-PIPERAZINYL)-2,5'-BI-BENZIMIDAZOLE

分子名称: 2'-(4-ETHOXYPHENYL)-5-(4-METHYL-1-PIPERAZINYL)-2,5'-BI-BENZIMIDAZOLE
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: HT1
分子量理論値: 452.551 Da
Chemical component information

ChemComp-HT1:
2'-(4-ETHOXYPHENYL)-5-(4-METHYL-1-PIPERAZINYL)-2,5'-BI-BENZIMIDAZOLE / Hoechst-33342

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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2.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 85 % / チャンバー内温度: 283 K / 装置: LEICA EM GP / 詳細: blot for 4 seconds before plunging.
詳細Purified by size exclusion chromatography using a Superose 6 column.

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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: 6919 / 平均電子線量: 37.2 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.55 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: 157021
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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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://pdbjlvh1.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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