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- EMDB-30245: Cryo-EM structure of human KCNQ4 with retigabine -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-30245
タイトルCryo-EM structure of human KCNQ4 with retigabine
マップデータ
試料
  • 複合体: Complex of human KCNQ4 and retigabine
    • タンパク質・ペプチド: Green fluorescent protein,Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 4
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-3
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: ethyl N-[2-azanyl-4-[(4-fluorophenyl)methylamino]phenyl]carbamate
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: water
キーワードKCNQ / Channel / Calmodulin / PIP2 / retigabine / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Voltage gated Potassium channels / Sensory processing of sound by outer hair cells of the cochlea / Sensory processing of sound by inner hair cells of the cochlea / inner ear morphogenesis / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction ...Voltage gated Potassium channels / Sensory processing of sound by outer hair cells of the cochlea / Sensory processing of sound by inner hair cells of the cochlea / inner ear morphogenesis / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / negative regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / protein phosphatase activator activity / : / adenylate cyclase binding / voltage-gated potassium channel activity / catalytic complex / potassium channel activity / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / voltage-gated potassium channel complex / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / : / titin binding / positive regulation of protein autophosphorylation / regulation of calcium-mediated signaling / sperm midpiece / calcium channel complex / potassium ion transmembrane transport / substantia nigra development / adenylate cyclase activator activity / regulation of heart rate / sarcomere / protein serine/threonine kinase activator activity / bioluminescence / basal plasma membrane / regulation of cytokinesis / positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / generation of precursor metabolites and energy / spindle microtubule / sensory perception of sound / positive regulation of protein serine/threonine kinase activity / potassium ion transport / spindle pole / response to calcium ion / calcium-dependent protein binding / G2/M transition of mitotic cell cycle / myelin sheath / vesicle / transmembrane transporter binding / G protein-coupled receptor signaling pathway / centrosome / calcium ion binding / protein kinase binding / protein-containing complex / nucleus / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Calmodulin-3 / Green fluorescent protein / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 4
類似検索 - 構成要素
生物種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: 3.1 Å
データ登録者Shen H / Li T
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Structural Basis for the Modulation of Human KCNQ4 by Small-Molecule Drugs.
著者: Tian Li / Kun Wu / Zhenlei Yue / Yifei Wang / Fan Zhang / Huaizong Shen /
要旨: Among the five KCNQ channels, also known as the K7 voltage-gated potassium (K) channels, KCNQ2-KCNQ5 control neuronal excitability. Dysfunctions of KCNQ2-KCNQ5 are associated with neurological ...Among the five KCNQ channels, also known as the K7 voltage-gated potassium (K) channels, KCNQ2-KCNQ5 control neuronal excitability. Dysfunctions of KCNQ2-KCNQ5 are associated with neurological disorders such as epilepsy, deafness, and neuropathic pain. Here, we report the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of human KCNQ4 and its complexes with the opener retigabine or the blocker linopirdine at overall resolutions of 2.5, 3.1, and 3.3 Å, respectively. In all structures, a phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP) molecule inserts its head group into a cavity within each voltage-sensing domain (VSD), revealing an unobserved binding mode for PIP. Retigabine nestles in each fenestration, inducing local shifts. Instead of staying within the central pore, linopirdine resides in a cytosolic cavity underneath the inner gate. Electrophysiological analyses of various mutants corroborated the structural observations. Our studies reveal the molecular basis for the modulatory mechanism of neuronal KCNQ channels and provide a framework for structure-facilitated drug discovery targeting these important channels.
履歴
登録2020年4月23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2024年3月27日-
現状2024年3月27日処理サイト: PDBj / 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: 0.0162
  • 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: 0.0162
  • 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-7bym
  • 表面レベル: 0.0162
  • UCSF Chimeraによる作画
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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_30245.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_30245.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
1.09 Å/pix.
x 320 pix.
= 347.84 Å		1.09 Å/pix.
x 320 pix.
= 347.84 Å		1.09 Å/pix.
x 320 pix.
= 347.84 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: 1.087 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: 0.0162 / ムービー #1: 0.0162
最小 - 最大-0.07353677 - 0.1300547
平均 (標準偏差)0.00008686823 (±0.00232759)
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: 347.84 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0871.0871.087
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z347.840347.840347.840
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ360360360
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.0740.1300.000

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_30245_additional_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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試料の構成要素

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全体 : Complex of human KCNQ4 and retigabine

全体名称: Complex of human KCNQ4 and retigabine
要素
  • 複合体: Complex of human KCNQ4 and retigabine
    • タンパク質・ペプチド: Green fluorescent protein,Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 4
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-3
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: ethyl N-[2-azanyl-4-[(4-fluorophenyl)methylamino]phenyl]carbamate
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: water

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超分子 #1: Complex of human KCNQ4 and retigabine

超分子名称: Complex of human KCNQ4 and retigabine / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Green fluorescent protein,Potassium voltage-gated channel subfami...

分子名称: Green fluorescent protein,Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 4
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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 109.327836 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MHHHHHHHHA ADYKDHDIDY KDDDDKSAMV SKGEELFTGV VPILVELDGD VNGHKFSVSG EGEGDATYGK LTLKFICTTG KLPVPWPTL VTTLTYGVQC FSRYPDHMKQ HDFFKSAMPE GYVQERTIFF KDDGNYTTRA EVKFEGDTLV NRIELKGIDF K EDGNILGH ...文字列:
MHHHHHHHHA ADYKDHDIDY KDDDDKSAMV SKGEELFTGV VPILVELDGD VNGHKFSVSG EGEGDATYGK LTLKFICTTG KLPVPWPTL VTTLTYGVQC FSRYPDHMKQ HDFFKSAMPE GYVQERTIFF KDDGNYTTRA EVKFEGDTLV NRIELKGIDF K EDGNILGH KLEYNYNSHN VYIMADKQKN GIKVNFKIRH NIEDGSVQLA DHYQQNTPIG DGPVLLPDNH YLSTQSKLSK DP NEKRDHM VLLEFVTAAG ITLGMDELYK SGLRSGLEVL FQGPGGRMAE APPRRLGLGP PPGDAPRAEL VALTAVQSEQ GEA GGGGSP RRLGLLGSPL PPGAPLPGPG SGSGSACGQR SSAAHKRYRR LQNWVYNVLE RPRGWAFVYH VFIFLLVFSC LVLS VLSTI QEHQELANEC LLILEFVMIV VFGLEYIVRV WSAGCCCRYR GWQGRFRFAR KPFCVIDFIV FVASVAVIAA GTQGN IFAT SALRSMRFLQ ILRMVRMDRR GGTWKLLGSV VYAHSKELIT AWYIGFLVLI FASFLVYLAE KDANSDFSSY ADSLWW GTI TLTTIGYGDK TPHTWLGRVL AAGFALLGIS FFALPAGILG SGFALKVQEQ HRQKHFEKRR MPAANLIQAA WRLYSTD MS RAYLTATWYY YDSILPSFRE LALLFEHVQR ARNGGLRPLE VRRAPVPDGA PSRYPPVATC HRPGSTSFCP GESSRMGI K DRIRMGSSQR RTGPSKQHLA PPTMPTSPSS EQVGEATSPT KVQKSWSFND RTRFRASLRL KPRTSAEDAP SEEVAEEKS YQCELTVDDI MPAVKTVIRS IRILKFLVAK RKFKETLRPY DVKDVIEQYS AGHLDMLGRI KSLQTRVDQI VGRGPGDRKA REKGDKGPS DAEVVDEISM MGRVVKVEKQ VQSIEHKLDL LLGFYSRCLR SGTSASLGAV QVPLFDPDIT SDYHSPVDHE D ISVSAQTL SISRSVSTNM D

UniProtKB: Green fluorescent protein, Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 4

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分子 #2: Calmodulin-3

分子名称: Calmodulin-3 / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-3

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分子 #3: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tr...

分子名称: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: PT5
分子量理論値: 1.047088 KDa

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分子 #4: ethyl N-[2-azanyl-4-[(4-fluorophenyl)methylamino]phenyl]carbamate

分子名称: ethyl N-[2-azanyl-4-[(4-fluorophenyl)methylamino]phenyl]carbamate
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: FBX
分子量理論値: 303.331 Da
Chemical component information

ChemComp-FBX:
ethyl N-[2-azanyl-4-[(4-fluorophenyl)methylamino]phenyl]carbamate / レチガビン

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分子 #5: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 3 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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分子 #6: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 4 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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

緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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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) / 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
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: EMDB MAP
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 278944
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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