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- EMDB-4780: Heterodimeric ABC exporter TmrAB under turnover conditions in asy... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-4780
タイトルHeterodimeric ABC exporter TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return conformation with wider opened intracellular gate
マップデータTmrAB in asymmetric unlocked return state under turnover conditions with wider opening of intracellular gate
試料
  • 複合体: TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return conformation with wider opened intracellular gate
    • 複合体: TmrAB
      • タンパク質・ペプチド: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
      • タンパク質・ペプチド: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
    • 複合体: nanobody
      • タンパク質・ペプチド: Nanobody Nb9F10
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
キーワードATP-binding cassette transporter / membrane protein / heterodimer / exporter / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


ABC-type transporter activity / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane
類似検索 - 分子機能
Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. ...Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein / Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
類似検索 - 構成要素
生物種Thermus thermophilus (バクテリア) / Vicugna pacos (アルパカ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å
データ登録者Januliene D / Hofmann S / Medhdipour AR / Thomas C / Hummer G / Tampe R / Moeller A
資金援助 ドイツ, 3件
OrganizationGrant number国
German Research FoundationMo2752/2 ドイツ
German Research FoundationSFB 807 ドイツ
German Research FoundationEXC 115 ドイツ
引用ジャーナル: Nature / 年: 2019
タイトル: Conformation space of a heterodimeric ABC exporter under turnover conditions.
著者: Susanne Hofmann / Dovile Januliene / Ahmad R Mehdipour / Christoph Thomas / Erich Stefan / Stefan Brüchert / Benedikt T Kuhn / Eric R Geertsma / Gerhard Hummer / Robert Tampé / Arne Moeller /
要旨: Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of ...Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of substances from the cytosol and thereby contribute to essential cellular processes, adaptive immunity and multidrug resistance. Despite their importance, the coupling of nucleotide binding, hydrolysis and release to the conformational dynamics of these proteins remains poorly resolved, especially for heterodimeric and/or asymmetric ABC exporters that are abundant in humans. Here we present eight high-resolution cryo-EM structures that delineate the full functional cycle of an asymmetric ABC exporter in a lipid environment. Cryo-EM analysis under active turnover conditions reveals distinct inward-facing (IF) conformations-one of them with a bound peptide substrate-and previously undescribed asymmetric post-hydrolysis states with dimerized nucleotide-binding domains and a closed extracellular gate. By decreasing the rate of ATP hydrolysis, we could capture an outward-facing (OF) open conformation-an otherwise transient state vulnerable to substrate re-entry. The ATP-bound pre-hydrolysis and vanadate-trapped states are conformationally equivalent; both comprise co-existing OF conformations with open and closed extracellular gates. By contrast, the post-hydrolysis states from the turnover experiment exhibit asymmetric ATP and ADP occlusion after phosphate release from the canonical site and display a progressive separation of the nucleotide-binding domains and unlocking of the intracellular gate. Our findings reveal that phosphate release, not ATP hydrolysis, triggers the return of the exporter to the IF conformation. By mapping the conformational landscape during active turnover, aided by mutational and chemical modulation of kinetic rates to trap the key intermediates, we resolved fundamental steps of the substrate translocation cycle of asymmetric ABC transporters.
履歴
ヘッダ(付随情報) 公開2017年11月8日-
登録2019年4月6日-
マップ公開2019年7月31日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.5
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.5
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6ram
  • 表面レベル: 0.5
  • 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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_4780.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_4780.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈TmrAB in asymmetric unlocked return state under turnover conditions with wider opening of intracellular gate
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.)
1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 275.712 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 275.712 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 275.712 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: 1.077 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: 0.5 / ムービー #1: 0.5
最小 - 最大-0.9970603 - 2.078468
平均 (標準偏差)0.0032719616 (±0.04664885)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 275.712 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0771.0771.077
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z275.712275.712275.712
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.9972.0780.003

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_4780_msk_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: Half map 2

ファイルemd_4780_half_map_1.map
注釈Half map 2
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)

-
ハーフマップ: Half map 1

ファイルemd_4780_half_map_2.map
注釈Half map 1
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 : TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return con...

全体名称: TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return conformation with wider opened intracellular gate
要素
  • 複合体: TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return conformation with wider opened intracellular gate
    • 複合体: TmrAB
      • タンパク質・ペプチド: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
      • タンパク質・ペプチド: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
    • 複合体: nanobody
      • タンパク質・ペプチド: Nanobody Nb9F10
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

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超分子 #1: TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return con...

超分子名称: TmrAB under turnover conditions in asymmetric unlocked return conformation with wider opened intracellular gate
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
分子量理論値: 150 KDa

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超分子 #2: TmrAB

超分子名称: TmrAB / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Thermus thermophilus (バクテリア)

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超分子 #3: nanobody

超分子名称: nanobody / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3
由来(天然)生物種: Vicugna pacos (アルパカ)

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分子 #1: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein

分子名称: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Thermus thermophilus (バクテリア)
分子量理論値: 70.664797 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTEDTYSKAF DRALFARILR YVWPYRLQVV LALLFLLVVT LAAAATPLFF KWAIDLALVP TEPRPLAERF HLLLWISLGF LAVRAVHFA ATYGETYLIQ WVGQRVLFDL RSDLFAKLMR LHPGFYDRNP VGRLMTRVTS DVDAINQFIT GGLVGVIADL F TLVGLLGF ...文字列:
MTEDTYSKAF DRALFARILR YVWPYRLQVV LALLFLLVVT LAAAATPLFF KWAIDLALVP TEPRPLAERF HLLLWISLGF LAVRAVHFA ATYGETYLIQ WVGQRVLFDL RSDLFAKLMR LHPGFYDRNP VGRLMTRVTS DVDAINQFIT GGLVGVIADL F TLVGLLGF MLFLSPKLTL VVLLVAPVLL AVTTWVRLGM RSAYREMRLR LARVNAALQE NLSGVETIQL FVKEREREEK FD RLNRDLF RAWVEIIRWF ALFFPVVGFL GDFAVASLVY YGGGEVVRGA VSLGLLVAFV DYTRQLFQPL QDLSDKFNLF QGA MASAER IFGVLDTEEE LKDPEDPTPI RGFRGEVEFR DVWLAYTPKG VEPTEKDWVL KGVSFRVRPG EKVALVGATG AGKT SVVSL IARFYDPQRG CVFLDGVDVR RYRQEELRRH VGIVLQEPFL FSGTVLDNLR LFDPSVPPER VEEVARFLGA HEFIL RLPK GYQTVLGERG AGLSTGEKQL LALVRALLAS PDILLILDEA TASVDSETEK RLQEALYKAM EGRTSLIIAH RLSTIR HVD RILVFRKGRL VEEGSHEELL AKGGYYAALY RLQFQEAKLG GGGENLYFQG HHHHHHHHHH

UniProtKB: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein

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分子 #2: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein

分子名称: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Thermus thermophilus (バクテリア)
分子量理論値: 64.634457 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTGRSAAPLL RRLWPYVGRY RWRYLWAVLA GLVSIFFFVL TPYFLRLAVD AVQAGRGFGV YALAIVASAA LSGLLSYAMR RLAVVASRQ VEYDLRRDLL HHLLTLDRDF YHKHRVGDLM NRLNTDLSAV REMVGPGILM GSRLSFLVLL AFLSMYAVNA R LAFYLTLI ...文字列:
MTGRSAAPLL RRLWPYVGRY RWRYLWAVLA GLVSIFFFVL TPYFLRLAVD AVQAGRGFGV YALAIVASAA LSGLLSYAMR RLAVVASRQ VEYDLRRDLL HHLLTLDRDF YHKHRVGDLM NRLNTDLSAV REMVGPGILM GSRLSFLVLL AFLSMYAVNA R LAFYLTLI LPGIFLAMRF LLRLIDRRYR EAQEVFDRIS TLAQEAFSGI RVVKGYALER RMVAWFQDLN RLYVEKSLAL AR VEGPLHA LLGFLMGFAF LTVLWAGGAM VVRGELSVGE LVQFNAYLAQ LTWPILGLGW VMALYQRGLT SLRRLFELLD EKP AIRDED PLPLALEDLS GEVRFEGVGL KRDGRWLLRG LTLTIPEGMT LGITGRTGSG KSLLAALVPR LLDPSEGRVY VGGH EARRI PLAVLRKAVG VAPQEPFLFS ETILENIAFG LDEVDRERVE WAARLAGIHE EILAFPKGYE TVLGERGITL SGGQR QRVA LARALAKRPK ILILDDALSA VDAETEARIL QGLKTVLGKQ TTLLISHRTA ALRHADWIIV LDGGRIVEEG THESLL QAG GLYAEMDRLQ KEVEA

UniProtKB: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein

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分子 #3: Nanobody Nb9F10

分子名称: Nanobody Nb9F10 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Vicugna pacos (アルパカ)
分子量理論値: 14.594405 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MAQLQLVESG GGLVQPGDSL RLSCAVSGSA LDYNAIGWFR QAPGKEREGV ACISKITGNT AYADSVKGRF TISRDNAKNT VHLQMNSLK PEDTAVYYCA TVTAVLLPGR CVPGKYWGQG TPVTVSSHHH HHHEPEA

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分子 #4: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

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

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分子 #5: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: ATP
分子量理論値: 507.181 Da
Chemical component information

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil, UltrAuFoil / 材質: GOLD / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / 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

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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 K2 QUANTUM (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 62.0 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 / Cs: 2.7 mm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 4000000
詳細: The particles were generously picked, using RELION-3 template picker
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
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: 3.8 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: 97763
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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