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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-0196 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab | |||||||||
マップデータ | ABCG2 in complex with estrone-3-sulfate and 5D3-Fab | |||||||||
試料 |
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機能・相同性 | 機能・相同性情報 biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / sphingolipid transporter activity / external side of apical plasma membrane / renal urate salt excretion / urate transmembrane transporter activity / urate metabolic process / Abacavir transmembrane transport ...biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / sphingolipid transporter activity / external side of apical plasma membrane / renal urate salt excretion / urate transmembrane transporter activity / urate metabolic process / Abacavir transmembrane transport / organic anion transport / sphingolipid biosynthetic process / Sphingolipid de novo biosynthesis / organic anion transmembrane transporter activity / xenobiotic transport across blood-brain barrier / transepithelial transport / export across plasma membrane / ABC-type xenobiotic transporter / Paracetamol ADME / ABC-type xenobiotic transporter activity / Ciprofloxacin ADME / NFE2L2 regulating MDR associated enzymes / Differentiation of keratinocytes in interfollicular epidermis in mammalian skin / cellular detoxification / Heme biosynthesis / Heme degradation / xenobiotic transmembrane transporter activity / efflux transmembrane transporter activity / transport across blood-brain barrier / ATPase-coupled transmembrane transporter activity / mitochondrial membrane / brush border membrane / Iron uptake and transport / transmembrane transport / apical plasma membrane / membrane raft / protein homodimerization activity / ATP hydrolysis activity / nucleoplasm / ATP binding / identical protein binding / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
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: 3.58 Å | |||||||||
データ登録者 | Manolaridis I / Jackson SM / Taylor NMI / Kowal J / Stahlberg H / Locher KP | |||||||||
資金援助 | スイス, 1件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2018 タイトル: Cryo-EM structures of a human ABCG2 mutant trapped in ATP-bound and substrate-bound states. 著者: Ioannis Manolaridis / Scott M Jackson / Nicholas M I Taylor / Julia Kowal / Henning Stahlberg / Kaspar P Locher / 要旨: ABCG2 is a transporter protein of the ATP-binding-cassette (ABC) family that is expressed in the plasma membrane in cells of various tissues and tissue barriers, including the blood-brain, blood- ...ABCG2 is a transporter protein of the ATP-binding-cassette (ABC) family that is expressed in the plasma membrane in cells of various tissues and tissue barriers, including the blood-brain, blood-testis and maternal-fetal barriers. Powered by ATP, it translocates endogenous substrates, affects the pharmacokinetics of many drugs and protects against a wide array of xenobiotics, including anti-cancer drugs. Previous studies have revealed the architecture of ABCG2 and the structural basis of its inhibition by small molecules and antibodies. However, the mechanisms of substrate recognition and ATP-driven transport are unknown. Here we present high-resolution cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human ABCG2 in a substrate-bound pre-translocation state and an ATP-bound post-translocation state. For both structures, we used a mutant containing a glutamine replacing the catalytic glutamate (ABCG2), which resulted in reduced ATPase and transport rates and facilitated conformational trapping for structural studies. In the substrate-bound state, a single molecule of estrone-3-sulfate (ES) is bound in a central, hydrophobic and cytoplasm-facing cavity about halfway across the membrane. Only one molecule of ES can bind in the observed binding mode. In the ATP-bound state, the substrate-binding cavity has collapsed while an external cavity has opened to the extracellular side of the membrane. The ATP-induced conformational changes include rigid-body shifts of the transmembrane domains, pivoting of the nucleotide-binding domains (NBDs), and a change in the relative orientation of the NBD subdomains. Mutagenesis and in vitro characterization of transport and ATPase activities demonstrate the roles of specific residues in substrate recognition, including a leucine residue that forms a 'plug' between the two cavities. Our results show how ABCG2 harnesses the energy of ATP binding to extrude ES and other substrates, and suggest that the size and binding affinity of compounds are important for distinguishing substrates from inhibitors. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_0196.map.gz | 197.8 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-0196-v30.xml emd-0196.xml | 15 KB 15 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_0196.png | 61.6 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-0196 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-0196 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_0196_validation.pdf.gz | 264.3 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_0196_full_validation.pdf.gz | 263.4 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_0196_validation.xml.gz | 7.1 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-0196 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-0196 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_0196.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 209.3 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | ABCG2 in complex with estrone-3-sulfate and 5D3-Fab | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.812 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfa...
全体 | 名称: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab |
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要素 |
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-超分子 #1: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfa...
超分子 | 名称: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab 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: ABCG2 E211Q mutant
超分子 | 名称: ABCG2 E211Q mutant / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1 |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) / 組換細胞: HEK293 EBNA |
-超分子 #3: 5D3-Fab
超分子 | 名称: 5D3-Fab / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3 |
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由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
-分子 #1: ATP-binding cassette sub-family G member 2
分子 | 名称: ATP-binding cassette sub-family G member 2 / 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: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 73.394758 KDa |
組換発現 | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
配列 | 文字列: DYKDDDDKGS SSSNVEVFIP VSQGNTNGFP ATASNDLKAF TEGAVLSFHN ICYRVKLKSG FLPCRKPVEK EILSNINGIM KPGLNAILG PTGGGKSSLL DVLAARKDPS GLSGDVLING APRPANFKCN SGYVVQDDVV MGTLTVRENL QFSAALRLAT T MTNHEKNE ...文字列: DYKDDDDKGS SSSNVEVFIP VSQGNTNGFP ATASNDLKAF TEGAVLSFHN ICYRVKLKSG FLPCRKPVEK EILSNINGIM KPGLNAILG PTGGGKSSLL DVLAARKDPS GLSGDVLING APRPANFKCN SGYVVQDDVV MGTLTVRENL QFSAALRLAT T MTNHEKNE RINRVIQELG LDKVADSKVG TQFIRGVSGG ERKRTSIGME LITDPSILFL DQPTTGLDSS TANAVLLLLK RM SKQGRTI IFSIHQPRYS IFKLFDSLTL LASGRLMFHG PAQEALGYFE SAGYHCEAYN NPADFFLDII NGDSTAVALN REE DFKATE IIEPSKQDKP LIEKLAEIYV NSSFYKETKA ELHQLSGGEK KKKITVFKEI SYTTSFCHQL RWVSKRSFKN LLGN PQASI AQIIVTVVLG LVIGAIYFGL KNDSTGIQNR AGVLFFLTTN QCFSSVSAVE LFVVEKKLFI HEYISGYYRV SSYFL GKLL SDLLPMRMLP SIIFTCIVYF MLGLKPKADA FFVMMFTLMM VAYSASSMAL AIAAGQSVVS VATLLMTICF VFMMIF SGL LVNLTTIASW LSWLQYFSIP RYGFTALQHN EFLGQNFCPG LNATGNNPCN YATCTGEEYL VKQGIDLSPW GLWKNHV AL ACMIVIFLTI AYLKLLFLKK YS |
-分子 #2: 5D3-Fab light chain
分子 | 名称: 5D3-Fab light chain / 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: Mus musculus (ハツカネズミ) |
分子量 | 理論値: 23.594016 KDa |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
配列 | 文字列: DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS ...文字列: DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS KDSTYSMSST LTLTKDEYER HNSYTCEATH KTSTSPIVKS FNRNEC |
-分子 #3: 5D3-Fab heavy chain
分子 | 名称: 5D3-Fab heavy chain / 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: Mus musculus (ハツカネズミ) |
分子量 | 理論値: 23.843633 KDa |
組換発現 | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) |
配列 | 文字列: QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG ...文字列: QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG VHTFPAVLQS DLYTLSSSVT VTSSTWPSQS ITCNVAHPAS STKVDKKIEP RGP |
-分子 #5: estrone 3-sulfate
分子 | 名称: estrone 3-sulfate / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: FY5 |
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分子量 | 理論値: 350.429 Da |
Chemical component information | ChemComp-FY5: |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 0.4 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 7.5 |
凍結 | 凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV |
-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 K2 SUMMIT (4k x 4k) 実像数: 3984 / 平均露光時間: 0.2 sec. / 平均電子線量: 100.0 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 |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
最終 再構成 | 想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.58 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 42790 |
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初期 角度割当 | タイプ: PROJECTION MATCHING |
最終 角度割当 | タイプ: PROJECTION MATCHING |