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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6rag | ||||||||||||
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タイトル | Heterodimeric ABC exporter TmrAB in inward-facing wide conformation under turnover conditions | ||||||||||||
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![]() | TRANSPORT PROTEIN / ATP-binding cassette transporter / membrane protein / heterodimer / exporter | ||||||||||||
機能・相同性 | ![]() ATPase-coupled lipid transmembrane transporter activity / ABC-type transporter activity / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | ![]() ![]() ![]() ![]() | ||||||||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.2 Å | ||||||||||||
![]() | Thomas, C. / Januliene, D. / Mehdipour, A.R. / Hofmann, S. / Hummer, G. / Moeller, A. / Tampe, R. | ||||||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Conformation space of a heterodimeric ABC exporter under turnover conditions. 著者: Susanne Hofmann / Dovile Januliene / Ahmad R Mehdipour / Christoph Thomas / Erich Stefan / Stefan Brüchert / Benedikt T Kuhn / Eric R Geertsma / Gerhard Hummer / Robert Tampé / Arne Moeller / ![]() 要旨: Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of ...Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of substances from the cytosol and thereby contribute to essential cellular processes, adaptive immunity and multidrug resistance. Despite their importance, the coupling of nucleotide binding, hydrolysis and release to the conformational dynamics of these proteins remains poorly resolved, especially for heterodimeric and/or asymmetric ABC exporters that are abundant in humans. Here we present eight high-resolution cryo-EM structures that delineate the full functional cycle of an asymmetric ABC exporter in a lipid environment. Cryo-EM analysis under active turnover conditions reveals distinct inward-facing (IF) conformations-one of them with a bound peptide substrate-and previously undescribed asymmetric post-hydrolysis states with dimerized nucleotide-binding domains and a closed extracellular gate. By decreasing the rate of ATP hydrolysis, we could capture an outward-facing (OF) open conformation-an otherwise transient state vulnerable to substrate re-entry. The ATP-bound pre-hydrolysis and vanadate-trapped states are conformationally equivalent; both comprise co-existing OF conformations with open and closed extracellular gates. By contrast, the post-hydrolysis states from the turnover experiment exhibit asymmetric ATP and ADP occlusion after phosphate release from the canonical site and display a progressive separation of the nucleotide-binding domains and unlocking of the intracellular gate. Our findings reveal that phosphate release, not ATP hydrolysis, triggers the return of the exporter to the IF conformation. By mapping the conformational landscape during active turnover, aided by mutational and chemical modulation of kinetic rates to trap the key intermediates, we resolved fundamental steps of the substrate translocation cycle of asymmetric ABC transporters. | ||||||||||||
履歴 |
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構造の表示
ムービー |
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構造ビューア | 分子: ![]() ![]() |
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ダウンロードとリンク
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ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | ![]() | 230.8 KB | 表示 | ![]() |
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PDB形式 | ![]() | 189 KB | 表示 | ![]() |
PDBx/mmJSON形式 | ![]() | ツリー表示 | ![]() | |
その他 | ![]() |
-検証レポート
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 4774MC ![]() 4773C ![]() 4775C ![]() 4776C ![]() 4777C ![]() 4778C ![]() 4779C ![]() 4780C ![]() 4781C ![]() 6rafC ![]() 6rahC ![]() 6raiC ![]() 6rajC ![]() 6rakC ![]() 6ralC ![]() 6ramC ![]() 6ranC M: このデータのモデリングに利用したマップデータ C: 同じ文献を引用 ( |
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類似構造データ |
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リンク
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集合体
登録構造単位 | ![]()
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1 |
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要素
-Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease ... , 2種, 2分子 AB
#1: タンパク質 | 分子量: 70664.797 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 遺伝子: TT_C0976 / 発現宿主: ![]() ![]() |
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#2: タンパク質 | 分子量: 64634.457 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 遺伝子: TT_C0977 / 発現宿主: ![]() ![]() |
-抗体 , 1種, 1分子 C
#3: 抗体 | 分子量: 14594.405 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) ![]() ![]() ![]() ![]() |
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-非ポリマー , 3種, 4分子 ![](data/chem/img/MG.gif)
![](data/chem/img/ADP.gif)
![](data/chem/img/ATP.gif)
![](data/chem/img/ADP.gif)
![](data/chem/img/ATP.gif)
#4: 化合物 | #5: 化合物 | ChemComp-ADP / | #6: 化合物 | ChemComp-ATP / | |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法 |
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試料調製
構成要素 |
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分子量 | 値: 0.15 MDa | ||||||||||||||||||||||||
由来(天然) |
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由来(組換発現) |
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緩衝液 | pH: 7.5 | ||||||||||||||||||||||||
試料 | 濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||||||||||||||
試料支持 | グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: Quantifoil, UltrAuFoil | ||||||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K |
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電子顕微鏡撮影
実験機器 | ![]() モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: ![]() |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm |
撮影 | 平均露光時間: 8 sec. / 電子線照射量: 62 e/Å2 / 検出モード: COUNTING フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k) |
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解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.14_3260: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | 詳細: CTF correction was performed within 3D reconstruction in RELION-3 タイプ: NONE | ||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 4000000 詳細: The particles were generously picked, using RELION-3 template picker | ||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 208674 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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