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- PDB-7k48: Structure of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera trapped in the resting sta... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7k48
タイトルStructure of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera trapped in the resting state by tarantula toxin m3-Huwentoxin-IV
要素
  • Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
  • Mu-theraphotoxin-Hs2a
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Ion channel / Voltage-gated sodium channel / Gating-modifier toxin
機能・相同性
機能・相同性情報


detection of mechanical stimulus involved in sensory perception / host cell presynaptic membrane / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / voltage-gated sodium channel complex / membrane depolarization during action potential / Interaction between L1 and Ankyrins / voltage-gated sodium channel activity / ion channel inhibitor activity / sodium ion transport / detection of maltose stimulus ...detection of mechanical stimulus involved in sensory perception / host cell presynaptic membrane / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / voltage-gated sodium channel complex / membrane depolarization during action potential / Interaction between L1 and Ankyrins / voltage-gated sodium channel activity / ion channel inhibitor activity / sodium ion transport / detection of maltose stimulus / maltose transport complex / behavioral response to pain / Phase 0 - rapid depolarisation / carbohydrate transport / detection of temperature stimulus involved in sensory perception of pain / carbohydrate transmembrane transporter activity / maltose binding / sodium ion transmembrane transport / maltose transport / maltodextrin transmembrane transport / sodium channel regulator activity / neuronal action potential / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex, substrate-binding subunit-containing / sensory perception of pain / ATP-binding cassette (ABC) transporter complex / cell chemotaxis / post-embryonic development / response to toxic substance / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / circadian rhythm / toxin activity / outer membrane-bounded periplasmic space / periplasmic space / inflammatory response / axon / DNA damage response / extracellular region / identical protein binding / membrane / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Huwentoxin-1 family signature. / Huwentoxin, conserved site-1 / Huwentoxin-1 family / Ion channel inhibitory toxin / Voltage-gated Na+ ion channel, cytoplasmic domain / Cytoplasmic domain of voltage-gated Na+ ion channel / Voltage-gated sodium channel alpha subunit, inactivation gate / Sodium ion transport-associated / Sodium ion transport-associated / Voltage gated sodium channel, alpha subunit ...Huwentoxin-1 family signature. / Huwentoxin, conserved site-1 / Huwentoxin-1 family / Ion channel inhibitory toxin / Voltage-gated Na+ ion channel, cytoplasmic domain / Cytoplasmic domain of voltage-gated Na+ ion channel / Voltage-gated sodium channel alpha subunit, inactivation gate / Sodium ion transport-associated / Sodium ion transport-associated / Voltage gated sodium channel, alpha subunit / Voltage-gated cation channel calcium and sodium / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. / IQ motif, EF-hand binding site / Maltose/Cyclodextrin ABC transporter, substrate-binding protein / Solute-binding family 1, conserved site / Bacterial extracellular solute-binding proteins, family 1 signature. / Voltage-dependent channel domain superfamily / Bacterial extracellular solute-binding protein / Bacterial extracellular solute-binding protein / Ion transport domain / Ion transport protein
類似検索 - ドメイン・相同性
Ion transport protein / Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein / Huwentoxin-IV / Sodium channel protein type 9 subunit alpha
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
Arcobacter butzleri (バクテリア)
Homo sapiens (ヒト)
Haplopelma schmidti (クモ)
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: 3.6 Å
データ登録者Wisedchaisri, G. / Tonggu, L. / Gamal El-Din, T.M. / McCord, E. / Zheng, N. / Catterall, W.A.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01 NS015751 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R35 NS111573 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL112808 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Structural Basis for High-Affinity Trapping of the Na1.7 Channel in Its Resting State by Tarantula Toxin.
著者: Goragot Wisedchaisri / Lige Tonggu / Tamer M Gamal El-Din / Eedann McCord / Ning Zheng / William A Catterall /
要旨: Voltage-gated sodium channels initiate electrical signals and are frequently targeted by deadly gating-modifier neurotoxins, including tarantula toxins, which trap the voltage sensor in its resting ...Voltage-gated sodium channels initiate electrical signals and are frequently targeted by deadly gating-modifier neurotoxins, including tarantula toxins, which trap the voltage sensor in its resting state. The structural basis for tarantula-toxin action remains elusive because of the difficulty of capturing the functionally relevant form of the toxin-channel complex. Here, we engineered the model sodium channel NaAb with voltage-shifting mutations and the toxin-binding site of human Na1.7, an attractive pain target. This mutant chimera enabled us to determine the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structure of the channel functionally arrested by tarantula toxin. Our structure reveals a high-affinity resting-state-specific toxin-channel interaction between a key lysine residue that serves as a "stinger" and penetrates a triad of carboxyl groups in the S3-S4 linker of the voltage sensor. By unveiling this high-affinity binding mode, our studies establish a high-resolution channel-docking and resting-state locking mechanism for huwentoxin-IV and provide guidance for developing future resting-state-targeted analgesic drugs.
履歴
登録2020年9月15日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年12月2日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年12月9日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed ..._citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22021年1月20日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.year

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22661
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
B: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
C: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
D: Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera
E: Mu-theraphotoxin-Hs2a
F: Mu-theraphotoxin-Hs2a
G: Mu-theraphotoxin-Hs2a
H: Mu-theraphotoxin-Hs2a


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)290,0758
ポリマ－290,0758
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area18260 Å2
ΔGint-171 kcal/mol
Surface area55540 Å2

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要素

#1: タンパク質
Maltose/maltodextrin-binding periplasmic protein,Ion transport protein,Sodium channel protein type 9 subunit alpha chimera / MMBP / Maltodextrin-binding protein / Maltose-binding protein / MBP / Neuroendocrine sodium channel ...MMBP / Maltodextrin-binding protein / Maltose-binding protein / MBP / Neuroendocrine sodium channel / hNE-Na / Peripheral sodium channel 1 / PN1 / Sodium channel protein type IX subunit alpha / Voltage-gated sodium channel subunit alpha Nav1.7


分子量: 68519.062 Da / 分子数: 4 / 変異: R398A,L506A,M513V / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (strain K12) (大腸菌), (組換発現) Arcobacter butzleri (strain RM4018) (バクテリア), (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
株: K12, RM4018 / 遺伝子: malE, b4034, JW3994, Abu_1752, SCN9A, NENA / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P0AEX9, UniProt: A8EVM5, UniProt: Q15858
#2: タンパク質・ペプチド
Mu-theraphotoxin-Hs2a / Mu-TRTX-Hs2a / Huwentoxin-4 / Huwentoxin-IV / HwTx-IV / Huwentoxin-IVa / HWTX-IVa / Huwentoxin-IVb ...Mu-TRTX-Hs2a / Huwentoxin-4 / Huwentoxin-IV / HwTx-IV / Huwentoxin-IVa / HWTX-IVa / Huwentoxin-IVb / HWTX-IVb / Huwentoxin-IVc / HWTX-IVc


分子量: 3999.777 Da / 分子数: 4 / 変異: E1G, E4G, Y33W / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Haplopelma schmidti (クモ) / 参照: UniProt: P83303

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Complex of NavAb/Nav1.7-VS2A chimera and m3-Huwentoxin-IVCOMPLEXall0MULTIPLE SOURCES
2NavAb/Nav1.7-VS2A chimeraCOMPLEX#11MULTIPLE SOURCES
3m3-Huwentoxin-IVCOMPLEX#21RECOMBINANT
分子量値: 0.3 MDa / 実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株
12Escherichia coli (大腸菌)83333K12
22Arcobacter butzleri (バクテリア)367737RM4018
32Human (ヒト)9606
43Haplopelma schmidti (クモ)29017
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
23synthetic construct (人工物)32630
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
110 mMTris-HClNH2C(CH2OH)3HCl1
2100 mMsodium chlorideNaCl1
30.006 %glycol-diosgenin (GDN)C56H92O251
試料濃度: 10 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: m3-HwTx-IV was added in excess to the chimera at 8:1 stoichiometric molar ratio of toxin to channel.
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 293 K / 詳細: Blot for 2.5-4.0 seconds before plunging

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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
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS / 詳細: Preliminary grid screening was performed manually.
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: BASIC
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 70 K / 最低温度: 70 K
撮影平均露光時間: 8.6 sec. / 電子線照射量: 60 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 7168
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV / 位相板: VOLTA PHASE PLATE
画像スキャン横: 3710 / 縦: 3582 / 動画フレーム数/画像: 42 / 利用したフレーム数/画像: 2-42

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2Leginon3.4画像取得
4GctfCTF補正
7UCSF Chimera1.11.2モデルフィッティング
9RELION3初期オイラー角割当
10cisTEM1.0.0-beta最終オイラー角割当
11RELION3分類
12cisTEM1.0.0-beta３次元再構成
13PHENIX1.14-3260モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 1470000
対称性点対称性: C4 (4回回転対称)
3次元再構成解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 501310 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
原子モデル構築PDB-ID: 6N4I

6n4i


PDB chain-ID: A

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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)

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  • 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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