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- EMDB-40467: Cryo-EM structure of human NCX1 in Ca2+ bound, activated state (g... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-40467
タイトルCryo-EM structure of human NCX1 in Ca2+ bound, activated state (group II in the presence of 0.5 mM Ca2+)
マップデータ
試料
  • 複合体: human NCX1 in complex with antibody Fab fragment
    • 複合体: human NCX1 in Ca bound, activated state
      • タンパク質・ペプチド: Sodium/calcium exchanger 1
    • 複合体: antibody Fab fragment
      • タンパク質・ペプチド: Fab light chain
      • タンパク質・ペプチド: Fab heavy chain
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードNa/Ca exchanger / sodium calcium exchanger / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


relaxation of smooth muscle / vascular associated smooth muscle contraction / calcium ion export / regulation of cell communication by electrical coupling / calcium:sodium antiporter activity / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of the force of heart contraction / sodium ion export across plasma membrane / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / sodium ion import across plasma membrane ...relaxation of smooth muscle / vascular associated smooth muscle contraction / calcium ion export / regulation of cell communication by electrical coupling / calcium:sodium antiporter activity / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of the force of heart contraction / sodium ion export across plasma membrane / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / sodium ion import across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / calcium ion import / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / cardiac muscle cell development / calcium ion transport into cytosol / Sodium/Calcium exchangers / calcium ion transmembrane import into cytosol / relaxation of cardiac muscle / cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Reduction of cytosolic Ca++ levels / ankyrin binding / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / cellular response to caffeine / positive regulation of the force of heart contraction / intercalated disc / sodium ion transmembrane transport / calcium ion import across plasma membrane / regulation of cardiac conduction / calcium ion homeostasis / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / positive regulation of bone mineralization / monoatomic ion transport / cardiac muscle contraction / axon terminus / Ion homeostasis / T-tubule / cytoskeletal protein binding / response to muscle stretch / regulation of heart rate / muscle contraction / cell periphery / calcium ion transmembrane transport / sarcolemma / Z disc / cellular response to reactive oxygen species / intracellular calcium ion homeostasis / postsynapse / regulation of gene expression / transmembrane transporter binding / postsynaptic density / calmodulin binding / axon / neuronal cell body / synapse / calcium ion binding / dendrite / nucleoplasm / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sodium/calcium exchanger, isoform 1 / Sodium/calcium exchanger protein / Sodium/calcium exchanger domain, C-terminal extension / C-terminal extension of sodium/calcium exchanger domain / Na-Ca exchanger/integrin-beta4 / Calx-beta domain / Domains in Na-Ca exchangers and integrin-beta4 / NCX, central ion-binding domain superfamily / Sodium/calcium exchanger membrane region / Sodium/calcium exchanger protein ...Sodium/calcium exchanger, isoform 1 / Sodium/calcium exchanger protein / Sodium/calcium exchanger domain, C-terminal extension / C-terminal extension of sodium/calcium exchanger domain / Na-Ca exchanger/integrin-beta4 / Calx-beta domain / Domains in Na-Ca exchangers and integrin-beta4 / NCX, central ion-binding domain superfamily / Sodium/calcium exchanger membrane region / Sodium/calcium exchanger protein / CalX-like domain superfamily / DnaJ domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Sodium/calcium exchanger 1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.6 Å
データ登録者Xue J / Jiang Y
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM140892 米国
Welch FoundationI-1578 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Structural mechanisms of the human cardiac sodium-calcium exchanger NCX1.
著者: Jing Xue / Weizhong Zeng / Yan Han / Scott John / Michela Ottolia / Youxing Jiang /
要旨: Na/Ca exchangers (NCX) transport Ca in or out of cells in exchange for Na. They are ubiquitously expressed and play an essential role in maintaining cytosolic Ca homeostasis. Although extensively ...Na/Ca exchangers (NCX) transport Ca in or out of cells in exchange for Na. They are ubiquitously expressed and play an essential role in maintaining cytosolic Ca homeostasis. Although extensively studied, little is known about the global structural arrangement of eukaryotic NCXs and the structural mechanisms underlying their regulation by various cellular cues including cytosolic Na and Ca. Here we present the cryo-EM structures of human cardiac NCX1 in both inactivated and activated states, elucidating key structural elements important for NCX ion exchange function and its modulation by cytosolic Ca and Na. We demonstrate that the interactions between the ion-transporting transmembrane (TM) domain and the cytosolic regulatory domain define the activity of NCX. In the inward-facing state with low cytosolic [Ca], a TM-associated four-stranded β-hub mediates a tight packing between the TM and cytosolic domains, resulting in the formation of a stable inactivation assembly that blocks the TM movement required for ion exchange function. Ca binding to the cytosolic second Ca-binding domain (CBD2) disrupts this inactivation assembly which releases its constraint on the TM domain, yielding an active exchanger. Thus, the current NCX1 structures provide an essential framework for the mechanistic understanding of the ion transport and cellular regulation of NCX family proteins.
履歴
登録2023年4月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年10月11日-
マップ公開2023年10月11日-
更新2023年11月1日-
現状2023年11月1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_40467.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_40467.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.83 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.25
最小 - 最大-1.0032804 - 1.9824613
平均 (標準偏差)0.002875401 (±0.033364136)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 298.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: focused TM map of NCX1 in Ca bound, active state

ファイルemd_40467_additional_1.map
注釈focused TM map of NCX1 in Ca bound, active state
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: focused CBD map of NCX1 in Ca bound, active state

ファイルemd_40467_additional_2.map
注釈focused CBD map of NCX1 in Ca bound, active state
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: NCX1 group I map (EMD-40460) resampled into this...

ファイルemd_40467_additional_3.map
注釈NCX1 group I map (EMD-40460) resampled into this group II map (EMD-40467)
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_40467_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_40467_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 : human NCX1 in complex with antibody Fab fragment

全体名称: human NCX1 in complex with antibody Fab fragment
要素
  • 複合体: human NCX1 in complex with antibody Fab fragment
    • 複合体: human NCX1 in Ca bound, activated state
      • タンパク質・ペプチド: Sodium/calcium exchanger 1
    • 複合体: antibody Fab fragment
      • タンパク質・ペプチド: Fab light chain
      • タンパク質・ペプチド: Fab heavy chain
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: human NCX1 in complex with antibody Fab fragment

超分子名称: human NCX1 in complex with antibody Fab fragment / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3

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超分子 #2: human NCX1 in Ca bound, activated state

超分子名称: human NCX1 in Ca bound, activated state / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: antibody Fab fragment

超分子名称: antibody Fab fragment / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Sodium/calcium exchanger 1

分子名称: Sodium/calcium exchanger 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 109.18107 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MYNMRRLSLS PTFSMGFHLL VTVSLLFSHV DHVIAETEME GEGNETGECT GSYYCKKGVI LPIWEPQDPS FGDKIARATV YFVAMVYMF LGVSIIADRF MSSIEVITSQ EKEITIKKPN GETTKTTVRI WNETVSNLTL MALGSSAPEI LLSVIEVCGH N FTAGDLGP ...文字列:
MYNMRRLSLS PTFSMGFHLL VTVSLLFSHV DHVIAETEME GEGNETGECT GSYYCKKGVI LPIWEPQDPS FGDKIARATV YFVAMVYMF LGVSIIADRF MSSIEVITSQ EKEITIKKPN GETTKTTVRI WNETVSNLTL MALGSSAPEI LLSVIEVCGH N FTAGDLGP STIVGSAAFN MFIIIALCVY VVPDGETRKI KHLRVFFVTA AWSIFAYTWL YIILSVISPG VVEVWEGLLT FF FFPICVV FAWVADRRLL FYKYVYKRYR AGKQRGMIIE HEGDRPSSKT EIEMDGKVVN SHVENFLDGA LVLEVDERDQ DDE EARREM ARILKELKQK HPDKEIEQLI ELANYQVLSQ QQKSRAFYRI QATRLMTGAT ENDPVSKIFF EQGTYQCLEN CGTV ALTII RRGGDLTNTV FVDFRTEDGT ANAGSDYEFT EGTVVFKPGD TQKEIRVGII DDDIFEEDEN FLVHLSNVKV SSEAS EDGI LEANHVSTLA CLGSPSTATV TIFDDDHAGI FTFEEPVTHV SESIGIMEVK VLRTSGARGN VIVPYKTIEG TARGGG EDF EDTCGELEFQ NDEIVKTISV KVIDDEEYEK NKTFFLEIGE PRLVEMSEKK ALLLNELGGF TITGKYLFGQ PVFRKVH AR EHPILSTVIT IADEYDDKQP LTSKEEEERR IAEMGRPILG EHTKLEVIIE ESYEFKSTVD KLIKKTNLAL VVGTNSWR E QFIEAITVSA GEDDDDDECG EEKLPSCFDY VMHFLTVFWK VLFAFVPPTE YWNGWACFIV SILMIGLLTA FIGDLASHF GCTIGLKDSV TAVVFVALGT SVPDTFASKV AATQDQYADA SIGNVTGSNA VNVFLGIGVA WSIAAIYHAA NGEQFKVSPG TLAFSVTLF TIFAFINVGV LLYRRRPEIG GELGGPRTAK LLTSCLFVLL WLLYIFFSSL EAYCHIKGFA AAGGSWSHPQ F EKGGGSGG GSGGSAWSHP QFEK

UniProtKB: Sodium/calcium exchanger 1

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分子 #2: Fab light chain

分子名称: Fab light chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 21.740082 KDa
配列文字列: QAVVTQESAL TTSPGETVTL TCRSSTGAVT TSNYANWVQE KPDHLFTGLI GGTNNRVPGV PARFSGSLIG DKAALTITGA QTEDEAIYF CALWYSNHWV FGGGTKLTVL GQPKSSPSVT LFPPSSEELE TNKATLVCTI TDFYPGVVTV DWKVDGTPVT Q GMETTQPS ...文字列:
QAVVTQESAL TTSPGETVTL TCRSSTGAVT TSNYANWVQE KPDHLFTGLI GGTNNRVPGV PARFSGSLIG DKAALTITGA QTEDEAIYF CALWYSNHWV FGGGTKLTVL GQPKSSPSVT LFPPSSEELE TNKATLVCTI TDFYPGVVTV DWKVDGTPVT Q GMETTQPS KQSNNKYMAS SYLTLTARAW ERHSSYSCQV THEG

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分子 #3: Fab heavy chain

分子名称: Fab heavy chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 26.435598 KDa
配列文字列: QVQLQQSGAE LARPGASVKL SCKATGYSFT SYWMQWVKQR PGQGMEWIGA IYPGDVTSRY TQKFKGKATL TADKSSSTAF MQLRSLASE DSAVYYCARW SGYYGSSSFD YWGQGTTLTV SSAKTTPPSV YPLAPGCGDT TGSSVTLGCL VKGYFPESVT V TWNSGSLS ...文字列:
QVQLQQSGAE LARPGASVKL SCKATGYSFT SYWMQWVKQR PGQGMEWIGA IYPGDVTSRY TQKFKGKATL TADKSSSTAF MQLRSLASE DSAVYYCARW SGYYGSSSFD YWGQGTTLTV SSAKTTPPSV YPLAPGCGDT TGSSVTLGCL VKGYFPESVT V TWNSGSLS SSVHTFPALL QSGLYTMSSS VTVPSSTWPS QTVTCSVAHP ASSTTVDKKL EPSGPISTIN PCPPCKECHK CP APNLEGG PS

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分子 #4: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 6 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 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

緩衝液pH: 7.4
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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 BIOQUANTUM (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: 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）: 2.0 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

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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: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 112396
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
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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