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- EMDB-29340: Cryo-EM structure of LRRK2 bound to type I inhibitor LRRK2-IN-1 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29340
タイトルCryo-EM structure of LRRK2 bound to type I inhibitor LRRK2-IN-1
マップデータ
試料
  • 複合体: LRRK2-LRRK2-IN-1
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 2-[(2-methoxy-4-{[4-(4-methylpiperazin-1-yl)piperidin-1-yl]carbonyl}phenyl)amino]-5,11-dimethyl-5,11-dihydro-6H-pyrimido[4,5-b][1,4]benzodiazepin-6-one
キーワードCryo-EM / Parkinson's disease / Kinase / LRRK2 / type I inhibitor / LRRK2-IN-1 / HYDROLASE-HYDROLASE INHIBITOR complex
機能・相同性
機能・相同性情報


peroxidase inhibitor activity / caveola neck / negative regulation of thioredoxin peroxidase activity by peptidyl-threonine phosphorylation / negative regulation of protein processing involved in protein targeting to mitochondrion / Wnt signalosome assembly / beta-catenin destruction complex binding / regulation of branching morphogenesis of a nerve / regulation of kidney size / regulation of neuron maturation / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb ...peroxidase inhibitor activity / caveola neck / negative regulation of thioredoxin peroxidase activity by peptidyl-threonine phosphorylation / negative regulation of protein processing involved in protein targeting to mitochondrion / Wnt signalosome assembly / beta-catenin destruction complex binding / regulation of branching morphogenesis of a nerve / regulation of kidney size / regulation of neuron maturation / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb / protein localization to endoplasmic reticulum exit site / GTP-dependent protein kinase activity / regulation of neuroblast proliferation / regulation of ER to Golgi vesicle-mediated transport / negative regulation of late endosome to lysosome transport / regulation of mitochondrial depolarization / negative regulation of protein targeting to mitochondrion / regulation of synaptic vesicle transport / regulation of lysosomal lumen pH / positive regulation of dopamine receptor signaling pathway / amphisome / regulation of CAMKK-AMPK signaling cascade / cytoplasmic side of mitochondrial outer membrane / co-receptor binding / mitochondrion localization / regulation of retrograde transport, endosome to Golgi / negative regulation of excitatory postsynaptic potential / regulation of dopamine receptor signaling pathway / negative regulation of autophagosome assembly / positive regulation of microglial cell activation / neuron projection arborization / positive regulation of synaptic vesicle endocytosis / JUN kinase kinase kinase activity / olfactory bulb development / regulation of protein kinase A signaling / regulation of dendritic spine morphogenesis / striatum development / multivesicular body, internal vesicle / protein localization to mitochondrion / cellular response to dopamine / endoplasmic reticulum organization / positive regulation of protein autoubiquitination / presynaptic cytosol / positive regulation of programmed cell death / Wnt signalosome / GTP metabolic process / negative regulation of protein processing / regulation of canonical Wnt signaling pathway / syntaxin-1 binding / negative regulation of GTPase activity / regulation of reactive oxygen species metabolic process / exploration behavior / protein kinase A binding / regulation of locomotion / regulation of synaptic vesicle exocytosis / PTK6 promotes HIF1A stabilization / Golgi-associated vesicle / negative regulation of macroautophagy / clathrin binding / neuromuscular junction development / lysosome organization / regulation of mitochondrial fission / intracellular distribution of mitochondria / Golgi organization / autolysosome / : / locomotory exploration behavior / endoplasmic reticulum exit site / microvillus / Rho protein signal transduction / MAP kinase kinase kinase activity / positive regulation of protein kinase activity / cellular response to manganese ion / canonical Wnt signaling pathway / negative regulation of endoplasmic reticulum stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / phosphorylation / positive regulation of autophagy / JNK cascade / regulation of synaptic transmission, glutamatergic / dendrite cytoplasm / tubulin binding / GTPase activator activity / cellular response to starvation / neuron projection morphogenesis / regulation of membrane potential / SNARE binding / excitatory postsynaptic potential / negative regulation of protein phosphorylation / negative regulation of protein binding / positive regulation of protein ubiquitination / regulation of autophagy / mitochondrion organization / determination of adult lifespan / peptidyl-threonine phosphorylation / mitochondrial membrane / calcium-mediated signaling / positive regulation of MAP kinase activity / trans-Golgi network / regulation of protein stability / terminal bouton
類似検索 - 分子機能
: / C-terminal of Roc (COR) domain / C-terminal of Roc, COR, domain / Ras of Complex, Roc, domain of DAPkinase / Roc domain profile. / Roc domain / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily ...: / C-terminal of Roc (COR) domain / C-terminal of Roc, COR, domain / Ras of Complex, Roc, domain of DAPkinase / Roc domain profile. / Roc domain / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily / Leucine-rich repeat profile. / Leucine-rich repeat / Rab subfamily of small GTPases / Leucine-rich repeat domain superfamily / Ankyrin repeat-containing domain superfamily / Armadillo-like helical / Small GTP-binding protein domain / Armadillo-type fold / WD40-repeat-containing domain superfamily / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / Protein kinase domain / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / Protein kinase, ATP binding site / Protein kinases ATP-binding region signature. / Protein kinase domain profile. / Protein kinase domain / Protein kinase-like domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.52 Å
データ登録者Zhu H / Sun J
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R00HL143037 米国
引用ジャーナル: Cell Discov / 年: 2024
タイトル: Pharmacology of LRRK2 with type I and II kinase inhibitors revealed by cryo-EM.
著者: Hanwen Zhu / Patricia Hixson / Wen Ma / Ji Sun /
要旨: LRRK2 is one of the most promising drug targets for Parkinson's disease. Though type I kinase inhibitors of LRRK2 are under clinical trials, alternative strategies like type II inhibitors are being ...LRRK2 is one of the most promising drug targets for Parkinson's disease. Though type I kinase inhibitors of LRRK2 are under clinical trials, alternative strategies like type II inhibitors are being actively pursued due to the potential undesired effects of type I inhibitors. Currently, a robust method for LRRK2-inhibitor structure determination to guide structure-based drug discovery is lacking, and inhibition mechanisms of available compounds are also unclear. Here we present near-atomic-resolution structures of LRRK2 with type I (LRRK2-IN-1 and GNE-7915) and type II (rebastinib, ponatinib, and GZD-824) inhibitors, uncovering the structural basis of LRRK2 inhibition and conformational plasticity of the kinase domain with molecular dynamics (MD) simulations. Type I and II inhibitors bind to LRRK2 in active-like and inactive conformations, so LRRK2-inhibitor complexes further reveal general structural features associated with LRRK2 activation. Our study provides atomic details of LRRK2-inhibitor interactions and a framework for understanding LRRK2 activation and for rational drug design.
履歴
登録2022年12月29日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月17日-
マップ公開2024年1月17日-
更新2024年1月31日-
現状2024年1月31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_29340.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_29340.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.32 Å/pix.
x 288 pix.
= 381.312 Å		1.32 Å/pix.
x 288 pix.
= 381.312 Å		1.32 Å/pix.
x 288 pix.
= 381.312 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.324 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 1.04
最小 - 最大-4.403237 - 6.8406997
平均 (標準偏差)-0.00007427426 (±0.0692468)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 381.312 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_29340_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_29340_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 : LRRK2-LRRK2-IN-1

全体名称: LRRK2-LRRK2-IN-1
要素
  • 複合体: LRRK2-LRRK2-IN-1
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 2-[(2-methoxy-4-{[4-(4-methylpiperazin-1-yl)piperidin-1-yl]carbonyl}phenyl)amino]-5,11-dimethyl-5,11-dihydro-6H-pyrimido[4,5-b][1,4]benzodiazepin-6-one

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超分子 #1: LRRK2-LRRK2-IN-1

超分子名称: LRRK2-LRRK2-IN-1 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2

分子名称: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: non-specific serine/threonine protein kinase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 136.873562 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: KKAVPYNRMK LMIVGNTGSG KTTLLQQLMK TKKSDLGMQS ATVGIDVKDW PIQIRDKRKR DLVLNVWDFA GREEFYSTHP HFMTQRALY LAVYDLSKGQ AEVDAMKPWL FNIKARASSS PVILVGTHLD VSDEKQRKAC MSKITKELLN KRGFPAIRDY H FVNATEES ...文字列:
KKAVPYNRMK LMIVGNTGSG KTTLLQQLMK TKKSDLGMQS ATVGIDVKDW PIQIRDKRKR DLVLNVWDFA GREEFYSTHP HFMTQRALY LAVYDLSKGQ AEVDAMKPWL FNIKARASSS PVILVGTHLD VSDEKQRKAC MSKITKELLN KRGFPAIRDY H FVNATEES DALAKLRKTI INESLNFKIR DQLVVGQLIP DCYVELEKII LSERKNVPIE FPVIDRKRLL QLVRENQLQL DE NELPHAV HFLNESGVLL HFQDPALQLS DLYFVEPKWL CKIMAQILTV KVEGCPKHPK GIISRRDVEK FLSKKRKFPK NYM TQYFKL LEKFQIALPI GEEYLLVPSS LSDHRPVIEL PHCENSEIII RLYEMPYFPM GFWSRLINRL LEISPYMLSG RERA LRPNR RYWRQGIYLN WSPEAYCLVG SEVLDNHPES FLKITVPSCR KGCILLGQVV DHIDSLMEEW FPGLLEIDIC GEGET LLKK WALYSFNDGE EHQKILLDDL MKKAEEGDLL VNPDQPRLTI PISQIAPDLI LADLPRNIML NNDELEFEQA PEFLLG DGS FGSVYRAAYE GEEVAVKIFN KHTSLRLLRQ ELVVLCHLHH PSLISLLAAG IRPRMLVMEL ASKGSLDRLL QQDKASL TR TLQHRIALHV ADGLRYLHSA MIIYRDLKPH NVLLFTLYPN AAIIAKIADY GIAQYCCRMG IKTSEGTPGF RAPEVARG N VIYNQQADVY SFGLLLYDIL TTGGRIVEGL KFPNEFDELE IQGKLPDPVK EYGCAPWPMV EKLIKQCLKE NPQERPTSA QVFDILNSAE LVCLTRRILL PKNVIVECMV ATHHNSRNAS IWLGCGHTDR GQLSFLDLNT EGYTSEEVAD SRILCLALVH LPVEKESWI VSGTQSGTLL VINTEDGKKR HTLEKMTDSV TCLYCNSFSK QSKQKNFLLV GTADGKLAIF EDKTVKLKGA A PLKILNIG NVSTPLMCLS ESTNSTERNV MWGGCGTKIF SFSNDFTIQK LIETRTSQLF SYAAFSDSNI ITVVVDTALY IA KQNSPVV EVWDKKTEKL CGLIDCVHFL REVTVKENKE SKHKMSYSGR VKTLCLQKNT ALWIGTGGGH ILLLDLSTRR LIR VIYNFC NSVRVMMTAQ LGSLKNVMLV LGYNRKNTEG TQKQKEIQSC LTVWDINLPH EVQNLEKHIE VRKELAEKMR RTSV E

UniProtKB: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2

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分子 #2: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: GDP
分子量理論値: 443.201 Da
Chemical component information

ChemComp-GDP:
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #3: 2-[(2-methoxy-4-{[4-(4-methylpiperazin-1-yl)piperidin-1-yl]carbon...

分子名称: 2-[(2-methoxy-4-{[4-(4-methylpiperazin-1-yl)piperidin-1-yl]carbonyl}phenyl)amino]-5,11-dimethyl-5,11-dihydro-6H-pyrimido[4,5-b][1,4]benzodiazepin-6-one
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: 4K4
分子量理論値: 570.685 Da
Chemical component information

ChemComp-4K4:
2-[(2-methoxy-4-{[4-(4-methylpiperazin-1-yl)piperidin-1-yl]carbonyl}phenyl)amino]-5,11-dimethyl-5,11-dihydro-6H-pyrimido[4,5-b][1,4]benzodiazepin-6-one / LRRK2-IN-1

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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: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

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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 (6k x 4k) / 平均電子線量: 62.5 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: OTHER / 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）: 0.6 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 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.52 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 187407
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER

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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)

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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