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- EMDB-37270: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-37270
タイトルhuman KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37
マップデータ
試料
  • 細胞器官・細胞要素: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: methyl N-[4-[(4-fluorophenyl)methyl-prop-2-ynyl-amino]-2,6-dimethyl-phenyl]carbamate
  • リガンド: [(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate
キーワードpotassium voltage-gated channel / HN37 / PIP2 / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


axon initial segment / Voltage gated Potassium channels / node of Ranvier / Interaction between L1 and Ankyrins / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / voltage-gated monoatomic cation channel activity / ankyrin binding / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events ...axon initial segment / Voltage gated Potassium channels / node of Ranvier / Interaction between L1 and Ankyrins / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / voltage-gated monoatomic cation channel activity / ankyrin binding / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cardiac muscle cell action potential / presynaptic endocytosis / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / Phase 0 - rapid depolarisation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / calcineurin-mediated signaling / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / protein phosphatase activator activity / action potential / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / Smooth Muscle Contraction / voltage-gated potassium channel activity / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / catalytic complex / RHO GTPases activate IQGAPs / calcium channel inhibitor activity / presynaptic cytosol / cellular response to interferon-beta / Activation of AMPK downstream of NMDARs / Ion homeostasis / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / Protein methylation / eNOS activation / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / titin binding / regulation of calcium-mediated signaling / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / voltage-gated potassium channel complex / FCERI mediated Ca+2 mobilization / potassium ion transmembrane transport / calcium channel complex / substantia nigra development / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / regulation of heart rate / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / calyx of Held / adenylate cyclase activator activity / VEGFR2 mediated cell proliferation / regulation of cytokinesis / VEGFR2 mediated vascular permeability / sarcomere / protein serine/threonine kinase activator activity / spindle microtubule / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / calcium channel regulator activity / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / RAF activation / response to calcium ion / cellular response to type II interferon / G2/M transition of mitotic cell cycle / Stimuli-sensing channels / spindle pole / Signaling by RAF1 mutants / calcium-dependent protein binding / RAS processing / Signaling by moderate kinase activity BRAF mutants / Paradoxical activation of RAF signaling by kinase inactive BRAF / Signaling downstream of RAS mutants / Signaling by BRAF and RAF1 fusions / long-term synaptic potentiation / Platelet degranulation / nervous system development / myelin sheath
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ2 / Ankyrin-G binding site / Ankyrin-G binding motif of KCNQ2-3 / Unstructured region on Potassium channel subunit alpha KvLQT2 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ2 / Ankyrin-G binding site / Ankyrin-G binding motif of KCNQ2-3 / Unstructured region on Potassium channel subunit alpha KvLQT2 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2 / Calmodulin-1
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: 3.3 Å
データ登録者Ma D / Li X / Guo J
資金援助 中国, 4件
OrganizationGrant number国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2020YFA0908501 中国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2018YFA0508100 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81825021 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)92169202 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Ligand activation mechanisms of human KCNQ2 channel.
著者: Demin Ma / Yueming Zheng / Xiaoxiao Li / Xiaoyu Zhou / Zhenni Yang / Yan Zhang / Long Wang / Wenbo Zhang / Jiajia Fang / Guohua Zhao / Panpan Hou / Fajun Nan / Wei Yang / Nannan Su / Zhaobing ...著者: Demin Ma / Yueming Zheng / Xiaoxiao Li / Xiaoyu Zhou / Zhenni Yang / Yan Zhang / Long Wang / Wenbo Zhang / Jiajia Fang / Guohua Zhao / Panpan Hou / Fajun Nan / Wei Yang / Nannan Su / Zhaobing Gao / Jiangtao Guo /
要旨: The human voltage-gated potassium channel KCNQ2/KCNQ3 carries the neuronal M-current, which helps to stabilize the membrane potential. KCNQ2 can be activated by analgesics and antiepileptic drugs but ...The human voltage-gated potassium channel KCNQ2/KCNQ3 carries the neuronal M-current, which helps to stabilize the membrane potential. KCNQ2 can be activated by analgesics and antiepileptic drugs but their activation mechanisms remain unclear. Here we report cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human KCNQ2-CaM in complex with three activators, namely the antiepileptic drug cannabidiol (CBD), the lipid phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP), and HN37 (pynegabine), an antiepileptic drug in the clinical trial, in an either closed or open conformation. The activator-bound structures, along with electrophysiology analyses, reveal the binding modes of two CBD, one PIP, and two HN37 molecules in each KCNQ2 subunit, and elucidate their activation mechanisms on the KCNQ2 channel. These structures may guide the development of antiepileptic drugs and analgesics that target KCNQ2.
履歴
登録2023年8月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年12月13日-
マップ公開2023年12月13日-
更新2023年12月13日-
現状2023年12月13日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_37270.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_37270.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 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.)
0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 Å		0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 Å		0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 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: 0.93 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: 0.00765
最小 - 最大-0.021610929 - 0.054449983
平均 (標準偏差)0.00024179844 (±0.0020772037)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 223.2 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_37270_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_37270_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 : human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37

全体名称: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37
要素
  • 細胞器官・細胞要素: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: methyl N-[4-[(4-fluorophenyl)methyl-prop-2-ynyl-amino]-2,6-dimethyl-phenyl]carbamate
  • リガンド: [(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate

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超分子 #1: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37

超分子名称: human KCNQ2-CaM in complex with PIP2 and HN37 / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 73.627812 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAGKPPKRNA FYRKLQNFLY NVLERPRGWA FIYHAYVFLL VFSCLVLSVF STIKEYEKSS EGALYILEIV TIVVFGVEYF VRIWAAGCC CRYRGWRGRL KFARKPFCVI DIMVLIASIA VLAAGSQGNV FATSALRSLR FLQILRMIRM DRRGGTWKLL G SVVYAHSK ...文字列:
MAGKPPKRNA FYRKLQNFLY NVLERPRGWA FIYHAYVFLL VFSCLVLSVF STIKEYEKSS EGALYILEIV TIVVFGVEYF VRIWAAGCC CRYRGWRGRL KFARKPFCVI DIMVLIASIA VLAAGSQGNV FATSALRSLR FLQILRMIRM DRRGGTWKLL G SVVYAHSK ELVTAWYIGF LCLILASFLV YLAEKGENDH FDTYADALWW GLITLTTIGY GDKYPQTWNG RLLAATFTLI GV SFFALPA GILGSGFALK VQEQHRQKHF EKRRNPAAGL IQSAWRFYAT NLSRTDLHST WQYYERTVTV PMYSSQTQTY GAS RLIPPL NQLELLRNLK SKSGLAFRKD PPPEPSPSKG SPCRGPLCGC CPGRSSQKVS LKDRVFSSPR GVAAKGKGSP QAQT VRRSP SADQSLEDSP SKVPKSWSFG DRSRARQAFR IKGAASRQNS EEASLPGEDI VDDKSCPCEF VTEDLTPGLK VSIRA VCVM RFLVSKRKFK ESLRPYDVMD VIEQYSAGHL DMLSRIKSLQ SRVDQIVGRG PAITDKDRTK GPAEAELPED PSMMGR LGK VEKQVLSMEK KLDFLVNIYM QRMGIPPTET EAYFGAKEPE PAPPYHSPED SREHVDRHGC IVKIVRSSSS TGQKNFS VE GGSSGGWSHP QFEK

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2

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分子 #2: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-1

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分子 #3: methyl N-[4-[(4-fluorophenyl)methyl-prop-2-ynyl-amino]-2,6-dimeth...

分子名称: methyl N-[4-[(4-fluorophenyl)methyl-prop-2-ynyl-amino]-2,6-dimethyl-phenyl]carbamate
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: 9MF
分子量理論値: 340.391 Da
Chemical component information

ChemComp-9MF:
methyl N-[4-[(4-fluorophenyl)methyl-prop-2-ynyl-amino]-2,6-dimethyl-phenyl]carbamate

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分子 #4: [(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(o...

分子名称: [(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: PIO
分子量理論値: 746.566 Da
Chemical component information

ChemComp-PIO:
[(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate

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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: 8
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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 52.0 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7cr3

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 127307
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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