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- EMDB-28885: Cryo-EM structure of a Zinc-loaded D287A mutant of the YiiP-Fab c... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-28885
タイトルCryo-EM structure of a Zinc-loaded D287A mutant of the YiiP-Fab complex
マップデータ
試料
  • 複合体: D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex
    • タンパク質・ペプチド: Cadmium and zinc efflux pump FieF
    • タンパク質・ペプチド: Fab2r light chain
    • タンパク質・ペプチド: Fab2r heavy chain
  • リガンド: ZINC ION
キーワードZinc transporter / cation diffusion facilitator / membrane protein / transport protein
機能・相同性
機能・相同性情報


zinc efflux active transmembrane transporter activity / cadmium ion transmembrane transporter activity / ferrous iron transmembrane transporter activity / intracellular zinc ion homeostasis / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cation efflux protein, cytoplasmic domain / : / Dimerisation domain of Zinc Transporter / Cation efflux protein, cytoplasmic domain superfamily / Cation efflux protein / Cation efflux transmembrane domain superfamily / Cation efflux family
類似検索 - ドメイン・相同性
Cation-efflux pump FieF
類似検索 - 構成要素
生物種Shewanella oneidensis (バクテリア) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.7 Å
データ登録者Lopez-Redondo ML / Hussein AK / Stokes DL
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM144109 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM125081 米国
引用ジャーナル: Elife / 年: 2023
タイトル: Energy coupling and stoichiometry of Zn/H antiport by the prokaryotic cation diffusion facilitator YiiP.
著者: Adel Hussein / Shujie Fan / Maria Lopez-Redondo / Ian Kenney / Xihui Zhang / Oliver Beckstein / David L Stokes /
要旨: YiiP from Shewanella oneidensis is a prokaryotic Zn/H antiporter that serves as a model for the Cation Diffusion Facilitator (CDF) superfamily, members of which are generally responsible for ...YiiP from Shewanella oneidensis is a prokaryotic Zn/H antiporter that serves as a model for the Cation Diffusion Facilitator (CDF) superfamily, members of which are generally responsible for homeostasis of transition metal ions. Previous studies of YiiP as well as related CDF transporters have established a homodimeric architecture and the presence of three distinct Zn binding sites named A, B, and C. In this study, we use cryo-EM, microscale thermophoresis and molecular dynamics simulations to address the structural and functional roles of individual sites as well as the interplay between Zn binding and protonation. Structural studies indicate that site C in the cytoplasmic domain is primarily responsible for stabilizing the dimer and that site B at the cytoplasmic membrane surface controls the structural transition from an inward facing conformation to an occluded conformation. Binding data show that intramembrane site A, which is directly responsible for transport, has a dramatic pH dependence consistent with coupling to the proton motive force. A comprehensive thermodynamic model encompassing Zn binding and protonation states of individual residues indicates a transport stoichiometry of 1 Zn to 2-3 H depending on the external pH. This stoichiometry would be favorable in a physiological context, allowing the cell to use the proton gradient as well as the membrane potential to drive the export of Zn.
履歴
登録2022年11月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年2月8日-
マップ公開2023年2月8日-
更新2024年8月21日-
現状2024年8月21日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_28885.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_28885.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 137.1 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.)
1.08 Å/pix.
x 330 pix.
= 356.07 Å		1.08 Å/pix.
x 330 pix.
= 356.07 Å		1.08 Å/pix.
x 330 pix.
= 356.07 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: 1.079 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: 0.15
最小 - 最大-1.2292218 - 1.7188158
平均 (標準偏差)0.00057998835 (±0.01804404)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ330330330
Spacing330330330
セルA=B=C: 356.07 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_28885_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_28885_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: #1

ファイルemd_28885_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 : D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex

全体名称: D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex
要素
  • 複合体: D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex
    • タンパク質・ペプチド: Cadmium and zinc efflux pump FieF
    • タンパク質・ペプチド: Fab2r light chain
    • タンパク質・ペプチド: Fab2r heavy chain
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex

超分子名称: D287A Zinc-loaded YiiP-Fab complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Shewanella oneidensis (バクテリア)
分子量理論値: 163.024 KDa

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分子 #1: Cadmium and zinc efflux pump FieF

分子名称: Cadmium and zinc efflux pump FieF / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Shewanella oneidensis (バクテリア) / 株: MR-1
分子量理論値: 32.441203 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTQTSQYDFW VKLASRASVA TALTLITIKL LAWLYSGSAS MLASLTDSFA DTLASIINFI AIRYAIVPAD HDHRYGHGKA EPLAALAQS AFIMGSAFLL LFYGGERLLN PSPVENATLG VVVSVVAIVL TLALVLLQKR ALAATNSTVV EADSLHYKSD L FLNAAVLL ...文字列:
MTQTSQYDFW VKLASRASVA TALTLITIKL LAWLYSGSAS MLASLTDSFA DTLASIINFI AIRYAIVPAD HDHRYGHGKA EPLAALAQS AFIMGSAFLL LFYGGERLLN PSPVENATLG VVVSVVAIVL TLALVLLQKR ALAATNSTVV EADSLHYKSD L FLNAAVLL ALVLSQYGWW WADGLFAVLI ACYIGQQAFD LGYRSIQALL DRELDEDTRQ RIKLIAKEDP RVLGLHDLRT RQ AGKTVFI QFHLELDGNL SLNEAHSITD TTGLRVKAAF EDAEVIIHQA PVQVEPTTQ

UniProtKB: Cation-efflux pump FieF

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分子 #2: Fab2r light chain

分子名称: Fab2r light chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 23.580242 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQIWSWPLIT FGQGTKVEIK RTVAAPSVFI FPPSDSQLKS GTASVVCLLN NFYPREAKVQ WKVDNALQSG N SQESVTEQ ...文字列:
SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQIWSWPLIT FGQGTKVEIK RTVAAPSVFI FPPSDSQLKS GTASVVCLLN NFYPREAKVQ WKVDNALQSG N SQESVTEQ DSKDSTYSLS STLTLSKADY EKHKVYACEV THQGLSSPVT KSFNRGEC

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分子 #3: Fab2r heavy chain

分子名称: Fab2r heavy chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 25.406352 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF TIYSSSIHWV RQAPGKGLEW VASIYSSSGS TYYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARQSYSGLSP RRHWSYGAMD YWGQGTLVTV FNQIKGPSVF PLAPSSKSTS GGTAALGCLV K DYFPEPVT ...文字列:
EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF TIYSSSIHWV RQAPGKGLEW VASIYSSSGS TYYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARQSYSGLSP RRHWSYGAMD YWGQGTLVTV FNQIKGPSVF PLAPSSKSTS GGTAALGCLV K DYFPEPVT VSWNSGALTS GVHTFPAVLQ SSGLYSLSSV VTVPSSSLGT QTYICNVNHK PSNTKVDKKV EPKSCDKTHT

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分子 #4: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 8 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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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 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
150.0 millimolarNaClsodium chloride
20.0 millimolarC8H18N2O4SHEPES (N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic acid)
2.0 mg/mlC22H42O11n-decyl-beta-D-maltoside
0.5 millimolarZnSO4Zinc sulfate
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 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 ARRAY / 支持フィルム - Film thickness: 7 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 5 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.02 kPa / 詳細: PELCO easiGLOW
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3686 / 平均露光時間: 2.5 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
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 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: 4154002 / 詳細: template picking
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Ab Initio
最終 再構成使用したクラス数: 2 / 想定した対称性 - 点群: C2 (2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: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 252599
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.1) / 詳細: Non-uniform refinement
最終 3次元分類クラス数: 3 / 平均メンバー数/クラス: 105450 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.1) / 詳細: Hetero-refinement
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:

7kzz


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: BACKBONE TRACE / 温度因子: 150.9 / 当てはまり具合の基準: cross-correlation
得られたモデル

PDB-8f6j:
Cryo-EM structure of a Zinc-loaded D287A mutant of the YiiP-Fab complex

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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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