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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-31532 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the Potassium channel AKT1 mutant from Arabidopsis thaliana | |||||||||
マップデータ | ||||||||||
試料 |
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キーワード | Complex / Potassium channel (カリウムチャネル) / Membrane protein (膜タンパク質) / PLANT PROTEIN (植物) | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 root hair elongation / regulation of stomatal closure / response to water deprivation / inward rectifier potassium channel activity / monoatomic ion channel complex / potassium ion import across plasma membrane / response to salt stress / potassium ion transport / identical protein binding / 細胞膜 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å | |||||||||
データ登録者 | Yang GH / Lu YM | |||||||||
引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022 タイトル: Structural basis for the activity regulation of a potassium channel AKT1 from Arabidopsis. 著者: Yaming Lu / Miao Yu / Yutian Jia / Fan Yang / Yanming Zhang / Xia Xu / Xiaomin Li / Fan Yang / Jianlin Lei / Yi Wang / Guanghui Yang / 要旨: The voltage-gated potassium channel AKT1 is responsible for primary K uptake in Arabidopsis roots. AKT1 is functionally activated through phosphorylation and negatively regulated by a potassium ...The voltage-gated potassium channel AKT1 is responsible for primary K uptake in Arabidopsis roots. AKT1 is functionally activated through phosphorylation and negatively regulated by a potassium channel α-subunit AtKC1. However, the molecular basis for the modulation mechanism remains unclear. Here we report the structures of AKT1, phosphorylated-AKT1, a constitutively-active variant, and AKT1-AtKC1 complex. AKT1 is assembled in 2-fold symmetry at the cytoplasmic domain. Such organization appears to sterically hinder the reorientation of C-linkers during ion permeation. Phosphorylated-AKT1 adopts an alternate 4-fold symmetric conformation at cytoplasmic domain, which indicates conformational changes associated with symmetry switch during channel activation. To corroborate this finding, we perform structure-guided mutagenesis to disrupt the dimeric interface and identify a constitutively-active variant Asp379Ala mediates K permeation independently of phosphorylation. This variant predominantly adopts a 4-fold symmetric conformation. Furthermore, the AKT1-AtKC1 complex assembles in 2-fold symmetry. Together, our work reveals structural insight into the regulatory mechanism for AKT1. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_31532.map.gz | 88.6 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-31532-v30.xml emd-31532.xml | 10.1 KB 10.1 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_31532.png | 65.4 KB | ||
Filedesc metadata | emd-31532.cif.gz | 5.4 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-31532 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-31532 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_31532.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.0825 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : Arabidopsis thaliana Potassium channel AKT1
全体 | 名称: Arabidopsis thaliana Potassium channel AKT1 |
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要素 |
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-超分子 #1: Arabidopsis thaliana Potassium channel AKT1
超分子 | 名称: Arabidopsis thaliana Potassium channel AKT1 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 |
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由来(天然) | 生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) |
-分子 #1: Potassium channel AKT1
分子 | 名称: Potassium channel AKT1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) |
分子量 | 理論値: 97.065609 KDa |
組換発現 | 生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) |
配列 | 文字列: MRGGALLCGQ VQDEIEQLSR ESSHFSLSTG ILPSLGARSN RRVKLRRFVV SPYDHKYRIW EAFLVVLVVY TAWVSPFEFG FLRKPRPPL SITDNIVNAF FAIDIIMTFF VGYLDKSTYL IVDDRKQIAF KYLRSWFLLD LVSTIPSEAA MRISSQSYGL F NMLRLWRL ...文字列: MRGGALLCGQ VQDEIEQLSR ESSHFSLSTG ILPSLGARSN RRVKLRRFVV SPYDHKYRIW EAFLVVLVVY TAWVSPFEFG FLRKPRPPL SITDNIVNAF FAIDIIMTFF VGYLDKSTYL IVDDRKQIAF KYLRSWFLLD LVSTIPSEAA MRISSQSYGL F NMLRLWRL RRVGALFARL EKDRNFNYFW VRCAKLVCVT LFAVHCAACF YYLIAARNSN PAKTWIGANV ANFLEESLWM RY VTSMYWS ITTLTTVGYG DLHPVNTKEM IFDIFYMLFN LGLTAYLIGN MTNLVVHGTS RTRNFRDTIQ AASNFAHRNH LPP RLQDQM LAHLCLKYRT DSEGLQQQET LDALPKAIRS SISHFLFYSL MDKVYLFRGV SNALLFQLVS EMKAEYFPPK EDVI LQNEA PTDFYILVNG TADLVDVDTG TESIVREVKA GDIIGEIGVL CYRPQLFTVR TKRLCQLLRM NRTTFLNIIQ ANVGD GTII MNNLLQHLKE MNDPVMTNVL LEIENMLARG KMDLPLNLCF AAIREDDLLL HQLLKRGLDP NESDNNGRTP LHIAAS KGT LNCVLLLLEY HADPNCRDAE GSVPLWEAMV EGHEKVVKVL LEHGSTIDAG DVGHFACTAA EQGNLKLLKE IVLHGGD VT RPRATGTSAL HTAVCEENIE MVKYLLEQGA DVNKQDMHGW TPRDLAEQQG HEDIKALFRE KLHERRVHIE TSSSVPIL K TGIRFLGRFT SEPNIRPASR EVSFRIRETR ARRKTNNFDN SLFGILANQS VPKNGLATVD EGRTGNPVRV TISCAEKDD IAGKLVLLPG SFKELLELGS NKFGIVATKV MNKDNNAEID DVDVIRDGDH LIFATDS UniProtKB: Potassium channel AKT1 |
-分子 #2: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE
分子 | 名称: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 4 / 式: PTY |
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分子量 | 理論値: 734.039 Da |
Chemical component information | ChemComp-PTY: |
-分子 #3: POTASSIUM ION
分子 | 名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 3 / 式: K |
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分子量 | 理論値: 39.098 Da |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.4 |
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凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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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 FIELDBright-field microscopy |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 平均電子線量: 1.5625 e/Å2 |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
初期モデル | モデルのタイプ: EMDB MAP |
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初期 角度割当 | タイプ: PROJECTION MATCHING |
最終 角度割当 | タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD |
最終 再構成 | 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 342803 |