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- PDB-7vpj: Cryo-EM structure of the human ATP13A2 (E1P-ADP state) -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7vpj
タイトルCryo-EM structure of the human ATP13A2 (E1P-ADP state)
要素Polyamine-transporting ATPase 13A2
キーワードMEMBRANE PROTEIN / ATP13A2 / PARK9 / P-type ATPase
機能・相同性
機能・相同性情報


polyamine transmembrane transporter activity / polyamine transmembrane transport / spermine transmembrane transport / peptidyl-aspartic acid autophosphorylation / regulation of ubiquitin-specific protease activity / ABC-type polyamine transporter activity / regulation of autophagosome size / extracellular exosome biogenesis / P-type ion transporter activity / regulation of chaperone-mediated autophagy ...polyamine transmembrane transporter activity / polyamine transmembrane transport / spermine transmembrane transport / peptidyl-aspartic acid autophosphorylation / regulation of ubiquitin-specific protease activity / ABC-type polyamine transporter activity / regulation of autophagosome size / extracellular exosome biogenesis / P-type ion transporter activity / regulation of chaperone-mediated autophagy / negative regulation of lysosomal protein catabolic process / regulation of autophagy of mitochondrion / regulation of lysosomal protein catabolic process / intracellular monoatomic cation homeostasis / autophagosome-lysosome fusion / autophagosome organization / protein localization to lysosome / phosphatidic acid binding / positive regulation of exosomal secretion / multivesicular body membrane / ATPase-coupled monoatomic cation transmembrane transporter activity / intracellular zinc ion homeostasis / regulation of protein localization to nucleus / トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う / cupric ion binding / regulation of mitochondrion organization / regulation of endopeptidase activity / lysosomal transport / phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate binding / cellular response to zinc ion / regulation of intracellular protein transport / lipid homeostasis / Ion transport by P-type ATPases / autophagosome membrane / cellular response to manganese ion / regulation of macroautophagy / regulation of neuron apoptotic process / transport vesicle / autophagosome / multivesicular body / lysosomal lumen / positive regulation of protein secretion / transmembrane transport / autophagy / intracellular calcium ion homeostasis / late endosome / late endosome membrane / manganese ion binding / cellular response to oxidative stress / monoatomic ion transmembrane transport / intracellular iron ion homeostasis / vesicle / protein autophosphorylation / lysosome / neuron projection / lysosomal membrane / neuronal cell body / positive regulation of gene expression / ATP hydrolysis activity / zinc ion binding / ATP binding / membrane
類似検索 - 分子機能
: / : / P5-type ATPase cation transporter / P-type ATPase, subfamily V / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily ...: / : / P5-type ATPase cation transporter / P-type ATPase, subfamily V / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / TETRAFLUOROALUMINATE ION / Polyamine-transporting ATPase 13A2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3.54 Å
データ登録者Tomita, A. / Yamashita, K. / Nishizawa, T. / Nureki, O.
資金援助 日本, 3件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)16H06294 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)20H03216 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP19am01011115 日本
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Cryo-EM reveals mechanistic insights into lipid-facilitated polyamine export by human ATP13A2.
著者: Atsuhiro Tomita / Takashi Daiho / Tsukasa Kusakizako / Keitaro Yamashita / Satoshi Ogasawara / Takeshi Murata / Tomohiro Nishizawa / Osamu Nureki /
要旨: The cytoplasmic polyamine maintains cellular homeostasis by chelating toxic metal cations, regulating transcriptional activity, and protecting DNA. ATP13A2 was identified as a lysosomal polyamine ...The cytoplasmic polyamine maintains cellular homeostasis by chelating toxic metal cations, regulating transcriptional activity, and protecting DNA. ATP13A2 was identified as a lysosomal polyamine exporter responsible for polyamine release into the cytosol, and its dysfunction is associated with Alzheimer's disease and other neural degradation diseases. ATP13A2 belongs to the P5 subfamily of the P-type ATPase family, but its mechanisms remain unknown. Here, we report the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of human ATP13A2 under four different conditions, revealing the structural coupling between the polyamine binding and the dephosphorylation. Polyamine is bound at the luminal tunnel and recognized through numerous electrostatic and π-cation interactions, explaining its broad specificity. The unique N-terminal domain is anchored to the lipid membrane to stabilize the E2P conformation, thereby accelerating the E1P-to-E2P transition. These findings reveal the distinct mechanism of P5B ATPases, thereby paving the way for neuroprotective therapy by activating ATP13A2.
履歴
登録2021年10月17日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02021年12月29日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年10月30日Group: Data collection / Refinement description / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature / refine
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification ..._em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification / _refine.ls_d_res_high / _refine.ls_d_res_low

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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-32067
  • 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: Polyamine-transporting ATPase 13A2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)130,0895
ポリマ－129,3131
非ポリマー7764
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 Polyamine-transporting ATPase 13A2


分子量: 129313.391 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ATP13A2, PARK9 / 細胞株 (発現宿主): HEK293SGNTI- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
参照: UniProt: Q9NQ11, トランスロカーゼ; 他の化合物の輸送を触媒; ヌクレオシド三リン酸の加水分解に伴う
#2: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#4: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
#5: 化合物 ChemComp-ALF / TETRAFLUOROALUMINATE ION / テトラフルオロアルミナ-ト


分子量: 102.975 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: AlF4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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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

構成要素名称: ATP13A2 / タイプ: COMPLEX / 詳細: Human ATP13A2 in complex with AlF-ADP / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 細胞: HEK293SGNTI-
緩衝液pH: 8
試料濃度: 10 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: COPPER/RHODIUM / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 %

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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
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
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0267 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2SerialEM画像取得
4CTFFINDCTF補正
7REFMACモデルフィッティング
9REFMACモデル精密化
10RELION3.1初期オイラー角割当
11RELION3.1最終オイラー角割当
13RELION3.1３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.54 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 3303 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: RECIPROCAL
精密化解像度: 3.54→3.54 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.897 / SU B: 39.165 / SU ML: 0.606 / ESU R: 0.952
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射
Rwork0.46775 --
obs0.46775 51410 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 231.424 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 7390
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0080.0137555
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d0.0230.0177459
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.9461.64310308
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg1.2611.56617162
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg6.4135955
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg37.620.774323
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg26.614151247
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg18.3171553
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.1040.2992
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0090.028335
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0060.021637
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it2.58624.7743832
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other2.58624.7753831
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it4.91737.1484783
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other4.91637.1474784
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it1.07625.1753723
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other1.07625.1943720
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other2.53837.7295520
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined25.86731156
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other25.86731157
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 3.5→3.591 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork1.225 3855 -
obs--100 %

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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://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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