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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6v1y | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1: Octamer | |||||||||
要素 | Potassium channel KAT1 | |||||||||
キーワード | TRANSPORT PROTEIN / membrane protein / voltage-gated ion channel / potassium channel | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 inward rectifier potassium channel activity / monoatomic ion channel complex / identical protein binding / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) | |||||||||
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: 3.8 Å | |||||||||
データ登録者 | Clark, M.D. / Contreras, G.F. / Shen, R. / Perozo, E. | |||||||||
資金援助 | 米国, 2件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2020 タイトル: Electromechanical coupling in the hyperpolarization-activated K channel KAT1. 著者: Michael David Clark / Gustavo F Contreras / Rong Shen / Eduardo Perozo / 要旨: Voltage-gated potassium (K) channels coordinate electrical signalling and control cell volume by gating in response to membrane depolarization or hyperpolarization. However, although voltage-sensing ...Voltage-gated potassium (K) channels coordinate electrical signalling and control cell volume by gating in response to membrane depolarization or hyperpolarization. However, although voltage-sensing domains transduce transmembrane electric field changes by a common mechanism involving the outward or inward translocation of gating charges, the general determinants of channel gating polarity remain poorly understood. Here we suggest a molecular mechanism for electromechanical coupling and gating polarity in non-domain-swapped K channels on the basis of the cryo-electron microscopy structure of KAT1, the hyperpolarization-activated K channel from Arabidopsis thaliana. KAT1 displays a depolarized voltage sensor, which interacts with a closed pore domain directly via two interfaces and indirectly via an intercalated phospholipid. Functional evaluation of KAT1 structure-guided mutants at the sensor-pore interfaces suggests a mechanism in which direct interaction between the sensor and the C-linker hairpin in the adjacent pore subunit is the primary determinant of gating polarity. We suggest that an inward motion of the S4 sensor helix of approximately 5-7 Å can underlie a direct-coupling mechanism, driving a conformational reorientation of the C-linker and ultimately opening the activation gate formed by the S6 intracellular bundle. This direct-coupling mechanism contrasts with allosteric mechanisms proposed for hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels, and may represent an unexpected link between depolarization- and hyperpolarization-activated channels. | |||||||||
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 | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 6v1y.cif.gz | 611.1 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb6v1y.ent.gz | 496.5 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 6v1y.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/v1/6v1y ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/v1/6v1y | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
関連構造データ | 21019MC 6v1xC M: このデータのモデリングに利用したマップデータ C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ | |
電子顕微鏡画像生データ | EMPIAR-11054 (タイトル: Cryo-EM Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1 Data size: 3.1 TB Data #1: unaligned non-gain-ref movies [micrographs - multiframe]) |
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 59639.594 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) 遺伝子: KAT1, At5g46240, MPL12.2 発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) 参照: UniProt: Q39128 #2: 化合物 | ChemComp-QNP / ( #3: 化合物 | ChemComp-QNJ / ( 研究の焦点であるリガンドがあるか | N | |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1 / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT | |||||||||||||||||||||||||
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分子量 | 実験値: NO | |||||||||||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ) | |||||||||||||||||||||||||
由来(組換発現) | 生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) | |||||||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.4 | |||||||||||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 濃度: 5 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 / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3 | |||||||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 295 K |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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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 / 倍率(公称値): 130000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 2500 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1000 nm / Cs: 2.7 mm |
試料ホルダ | 凍結剤: NITROGEN 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
撮影 | 平均露光時間: 12 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1502 |
電子光学装置 | エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV |
画像スキャン | 動画フレーム数/画像: 40 / 利用したフレーム数/画像: 1-40 |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C4 (4回回転対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 91689 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | 空間: REAL |