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基本情報
登録情報 | ![]() | |||||||||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of Na+,K+-ATPase in the E2P state formed by inorganic phosphate with ouabain | |||||||||||||||||||||
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機能・相同性 | ![]() regulation of monoatomic ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / sodium channel regulator activity / monoatomic ion transport ...regulation of monoatomic ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / sodium channel regulator activity / monoatomic ion transport / proton transmembrane transport / sarcolemma / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||||||||||||||
生物種 | ![]() ![]() | |||||||||||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.0 Å | |||||||||||||||||||||
![]() | Kanai R / Cornelius F / Vilsen B / Toyoshima C | |||||||||||||||||||||
資金援助 | ![]() ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Cryoelectron microscopy of Na,K-ATPase in the two E2P states with and without cardiotonic steroids. 著者: Ryuta Kanai / Flemming Cornelius / Bente Vilsen / Chikashi Toyoshima / ![]() ![]() 要旨: Cryoelectron microscopy (cryo-EM) was applied to Na+,K+-ATPase (NKA) to determine the structures of two E2P states, one (E2PATP) formed by ATP and Mg2+ in the forward reaction, and the other (E2PPi) ...Cryoelectron microscopy (cryo-EM) was applied to Na+,K+-ATPase (NKA) to determine the structures of two E2P states, one (E2PATP) formed by ATP and Mg2+ in the forward reaction, and the other (E2PPi) formed by inorganic phosphate (Pi) and Mg2+ in the backward reaction, with and without ouabain or istaroxime, representatives of classical and new-generation cardiotonic steroids (CTSs). These two E2P states exhibit different biochemical properties. In particular, K+-sensitive acceleration of the dephosphorylation reaction is not observed with E2PPi, attributed to the presence of a Mg2+ ion in the transmembrane cation binding sites. The cryo-EM structures of NKA demonstrate that the two E2P structures are nearly identical but Mg2+ in the transmembrane binding cavity is identified only in E2PPi, corroborating the idea that it should be denoted as E2PPi·Mg2+. We can now explain why the absence of transmembrane Mg2+ in E2PATP confers the K+ sensitivity in dephosphorylation. In addition, we show that ATP bridges the actuator (A) and nucleotide binding (N) domains, stabilizing the E2PATP state; CTS binding causes hardly any changes in the structure of NKA, both in E2PATP and E2PPi·Mg2+, indicating that the binding mechanism is conformational selection; and istaroxime binds to NKA, extending its aminoalkyloxime group deep into the cation binding site. This orientation is upside down compared to that of classical CTSs with respect to the steroid ring. Notably, mobile parts of NKA are resolved substantially better in the electron microscopy (EM) maps than in previous X-ray structures, including sugars sticking out from the β-subunit and many phospholipid molecules. | |||||||||||||||||||||
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 | ![]() | 48.4 MB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 19.5 KB 19.5 KB | 表示 表示 | ![]() |
FSC (解像度算出) | ![]() | 8.5 KB | 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 143.9 KB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 7wz0MC ![]() 7wysC ![]() 7wytC ![]() 7wyuC ![]() 7wyvC ![]() 7wywC ![]() 7wyxC ![]() 7wyyC ![]() 7wyzC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 ( |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性 ![]() |
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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「今月の分子」の関連する項目 |
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マップ
ファイル | ![]() | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.076 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
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試料の構成要素
-全体 : Sodium/potassium-transporting ATPase
全体 | 名称: Sodium/potassium-transporting ATPase |
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要素 |
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-超分子 #1: Sodium/potassium-transporting ATPase
超分子 | 名称: Sodium/potassium-transporting ATPase / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
-分子 #1: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
分子 | 名称: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 113.389859 KDa |
配列 | 文字列: MGKGTASDKY EPAATSENAT KSKKKGKKDK IDKKRDLDEL KKEVSMDDHK LSLDELHNKY GTDLTRGLTN ARAKEILARD GPNSLTPPP TTPEWIKFCR QLFGGFSILL WIGAILCFLA YGIQAATEDE PANDNLYLGV VLSTVVIVTG CFSYYQEAKS S RIMDSFKN ...文字列: MGKGTASDKY EPAATSENAT KSKKKGKKDK IDKKRDLDEL KKEVSMDDHK LSLDELHNKY GTDLTRGLTN ARAKEILARD GPNSLTPPP TTPEWIKFCR QLFGGFSILL WIGAILCFLA YGIQAATEDE PANDNLYLGV VLSTVVIVTG CFSYYQEAKS S RIMDSFKN MVPQQALVIR DGEKSTINAE FVVAGDLVEV KGGDRIPADL RIISAHGCKV DNSSLTGESE PQTRSPEFSS EN PLETRNI AFFSTNCVEG TARGVVVYTG DRTVMGRIAT LASGLEVGRT PIAIEIEHFI HIITGVAVFL GVSFFILSLI LGY SWLEAV IFLIGIIVAN VPEGLLATVT VCLTLTAKRM ARKNCLVKNL EAVETLGSTS TICS(PHD)KTGTL TQNRMTVAHM WFDNQIHEA DTTENQSGAA FDKTSATWSA LSRIAALCNR AVFQAGQDNV PILKRSVAGD ASESALLKCI ELCCGSVQGM R DRNPKIVE IPFNSTNKYQ LSIHENEKSS ESRYLLVMKG APERILDRCS TILLNGAEEP LKEDMKEAFQ NAYLELGGLG ER VLGFCHF ALPEDKYNEG YPFDADEPNF PTTDLCFVGL MAMIDPPRAA VPDAVGKCRS AGIKVIMVTG DHPITAKAIA KGV GIISEG NETIEDIAAR LNIPIGQVNP RDAKACVVHG SDLKDLSTEV LDDILHYHTE IVFARTSPQQ KLIIVEGCQR QGAI VAVTG DGVNDSPALK KADIGVAMGI SGSDVSKQAA DMILLDDNFA SIVTGVEEGR LIFDNLKKSI AYTLTSNIPE ITPFL VFII GNVPLPLGTV TILCIDLGTD MVPAISLAYE QAESDIMKRQ PRNPKTDKLV NERLISMAYG QIGMIQALGG FFSYFV ILA ENGFLPMDLI GKRVRWDDRW ISDVEDSFGQ QWTYEQRKIV EFTCHTSFFI SIVVVQWADL IICKTRRNSI FQQGMKN KI LIFGLFEETA LAAFLSYCPG TDVALRMYPL KPSWWFCAFP YSLIIFLYDE MRRFIIRRSP GGWVEQETYY |
-分子 #2: Na+,K+-ATPase beta subunit
分子 | 名称: Na+,K+-ATPase beta subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 35.176125 KDa |
配列 | 文字列: MARGKSKETD GGWKKFLWDS EKKEFLGRTG SSWFKIFLFY LIFYGCLAGI FIGTIQVLLL TLSDFEPKYQ DRVAPPGLSH APYAIKTEI SFSISNPKSY ESFVKSMHKL MDLYNESSQA GNSPFEDCSD TPADYIKRGD LDDSQGQKKA CRFSRMWLKN C SGLDDTTY ...文字列: MARGKSKETD GGWKKFLWDS EKKEFLGRTG SSWFKIFLFY LIFYGCLAGI FIGTIQVLLL TLSDFEPKYQ DRVAPPGLSH APYAIKTEI SFSISNPKSY ESFVKSMHKL MDLYNESSQA GNSPFEDCSD TPADYIKRGD LDDSQGQKKA CRFSRMWLKN C SGLDDTTY GYAEGKPCVV AKLNRIIGFY PKPLKNTTDL PEELQANYNQ YVLPLRCAAK REEDREKIGS IEYFGLGGYA GF PLQYYPY YGKRLQKKYL QPLLAIQFTN LTQNMELRIE CKVYGENIDY SEKDRFRGRF EVKIEVKS |
-分子 #3: FXYD domain-containing ion transport regulator
分子 | 名称: FXYD domain-containing ion transport regulator / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 10.195847 KDa |
配列 | 文字列: MLGAATGLMV LVAVTQGVWA MDPEGPDNDE RFTYDYYRLR VVGLIVAAVL CVIGIIILLA GKCRCKFNQN KRTRSNSGTA TAQHLLQPG EATEC |
-分子 #8: MAGNESIUM ION
分子 | 名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 6 / 式: MG |
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分子量 | 理論値: 24.305 Da |
-分子 #9: OUABAIN
分子 | 名称: OUABAIN / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 2 / 式: OBN |
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分子量 | 理論値: 584.652 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-OBN: |
-分子 #10: CHOLESTEROL
分子 | 名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 8 / 式: CLR |
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分子量 | 理論値: 386.654 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-CLR: |
-分子 #11: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
分子 | 名称: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / タイプ: ligand / ID: 11 / コピー数: 24 / 式: PCW |
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分子量 | 理論値: 787.121 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-PCW: |
-分子 #12: water
分子 | 名称: water / タイプ: ligand / ID: 12 / コピー数: 10 / 式: HOH |
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分子量 | 理論値: 18.015 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-HOH: |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 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 | 1.5 mg/mL | |||||||||||||||||||||
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緩衝液 | pH: 7.5 構成要素:
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グリッド | モデル: Quantifoil / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 20.0 nm / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR | |||||||||||||||||||||
凍結 | 凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 99.9 % / チャンバー内温度: 279 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV |
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電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 60.0 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: ![]() |
電子光学系 | C2レンズ絞り径: 50.0 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): 2.5 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 1.0 µm |
実験機器 | ![]() モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |