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- PDB-6vp6: Cryo-EM structure of the C-terminal half of the Parkinson's Disea... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6vp6
タイトルCryo-EM structure of the C-terminal half of the Parkinson's Disease-linked protein Leucine Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2)
要素Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
キーワードSIGNALING PROTEIN / Kinase / GTPase
機能・相同性
機能・相同性情報


caveola neck / 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 cell projection organization / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb / protein localization to endoplasmic reticulum exit site / GTP-dependent protein kinase activity ...caveola neck / 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 cell projection organization / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb / protein localization to endoplasmic reticulum exit site / GTP-dependent protein kinase activity / regulation of SNARE complex assembly / regulation of neuroblast proliferation / regulation of ER to Golgi vesicle-mediated transport / peroxidase inhibitor activity / negative regulation of late endosome to lysosome transport / regulation of mitochondrial depolarization / negative regulation of protein targeting to mitochondrion / positive regulation of dopamine receptor signaling pathway / regulation of synaptic vesicle transport / regulation of CAMKK-AMPK signaling cascade / regulation of lysosomal lumen pH / amphisome / co-receptor binding / mitochondrion localization / regulation of dopamine receptor signaling pathway / regulation of retrograde transport, endosome to Golgi / regulation of neuron maturation / positive regulation of microglial cell activation / negative regulation of excitatory postsynaptic potential / positive regulation of synaptic vesicle endocytosis / negative regulation of autophagosome assembly / cytoplasmic side of mitochondrial outer membrane / neuron projection arborization / regulation of cAMP/PKA signal transduction / olfactory bulb development / multivesicular body, internal vesicle / regulation of dendritic spine morphogenesis / JUN kinase kinase kinase activity / striatum development / protein localization to mitochondrion / positive regulation of mitochondrial outer membrane permeabilization involved in apoptotic signaling pathway / cellular response to dopamine / endoplasmic reticulum organization / positive regulation of protein autoubiquitination / Wnt signalosome / positive regulation of programmed cell death / negative regulation of protein processing / GTP metabolic process / syntaxin-1 binding / regulation of canonical Wnt signaling pathway / negative regulation of GTPase activity / exploration behavior / regulation of reactive oxygen species metabolic process / lysosome organization / Golgi-associated vesicle / clathrin binding / regulation of locomotion / negative regulation of macroautophagy / protein kinase A binding / PTK6 promotes HIF1A stabilization / neuromuscular junction development / regulation of mitochondrial fission / Golgi organization / regulation of synaptic vesicle exocytosis / intracellular distribution of mitochondria / locomotory exploration behavior / autolysosome / endoplasmic reticulum exit site / microvillus / negative regulation of Notch signaling pathway / regulation of synaptic vesicle endocytosis / MAP kinase kinase kinase activity / cellular response to manganese ion / Rho protein signal transduction / canonical Wnt signaling pathway / negative regulation of endoplasmic reticulum stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / presynaptic cytosol / regulation of synaptic transmission, glutamatergic / phagocytic vesicle / JNK cascade / positive regulation of autophagy / tubulin binding / dendrite cytoplasm / GTPase activator activity / SNARE binding / cellular response to starvation / positive regulation of protein ubiquitination / neuron projection morphogenesis / excitatory postsynaptic potential / regulation of membrane potential / determination of adult lifespan / cellular response to reactive oxygen species / mitochondrion organization / trans-Golgi network / calcium-mediated signaling / mitochondrial membrane / regulation of protein stability / small GTPase binding / autophagy / terminal bouton
類似検索 - 分子機能
: / : / : / LRRK2 ARM repeat / LRRK2 ANK repeat / LRRK2 beta propeller / : / C-terminal of Roc, COR-B domain / C-terminal of Roc (COR) domain / C-terminal of Roc, COR-A domain ...: / : / : / LRRK2 ARM repeat / LRRK2 ANK repeat / LRRK2 beta propeller / : / C-terminal of Roc, COR-B domain / C-terminal of Roc (COR) domain / C-terminal of Roc, COR-A 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. / YVTN repeat-like/Quinoprotein amine dehydrogenase / Leucine-rich repeat / 7 Propeller / Methylamine Dehydrogenase; Chain H / 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 / Phosphorylase Kinase; domain 1 / Phosphorylase Kinase; domain 1 / Transferase(Phosphotransferase) domain 1 / Transferase(Phosphotransferase); domain 1 / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / WD40-repeat-containing domain superfamily / Protein kinase domain / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / 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 / 2-Layer Sandwich / Orthogonal Bundle / Mainly Beta / Mainly Alpha / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / 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: 3.47 Å
データ登録者Leschziner, A. / Deniston, C. / Lahiri, I.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
Michael J. Fox Foundation11425 米国
Michael J. Fox Foundation11425.02 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM107214 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Structure of LRRK2 in Parkinson's disease and model for microtubule interaction.
著者: C K Deniston / J Salogiannis / S Mathea / D M Snead / I Lahiri / M Matyszewski / O Donosa / R Watanabe / J Böhning / A K Shiau / S Knapp / E Villa / S L Reck-Peterson / A E Leschziner /
要旨: Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) is the most commonly mutated gene in familial Parkinson's disease and is also linked to its idiopathic form. LRRK2 has been proposed to function in membrane ...Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) is the most commonly mutated gene in familial Parkinson's disease and is also linked to its idiopathic form. LRRK2 has been proposed to function in membrane trafficking and colocalizes with microtubules. Despite the fundamental importance of LRRK2 for understanding and treating Parkinson's disease, structural information on the enzyme is limited. Here we report the structure of the catalytic half of LRRK2, and an atomic model of microtubule-associated LRRK2 built using a reported cryo-electron tomography in situ structure. We propose that the conformation of the LRRK2 kinase domain regulates its interactions with microtubules, with a closed conformation favouring oligomerization on microtubules. We show that the catalytic half of LRRK2 is sufficient for filament formation and blocks the motility of the microtubule-based motors kinesin 1 and cytoplasmic dynein 1 in vitro. Kinase inhibitors that stabilize an open conformation relieve this interference and reduce the formation of LRRK2 filaments in cells, whereas inhibitors that stabilize a closed conformation do not. Our findings suggest that LRRK2 can act as a roadblock for microtubule-based motors and have implications for the design of therapeutic LRRK2 kinase inhibitors.
履歴
登録2020年2月1日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年8月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年9月2日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22020年12月23日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年11月6日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_admin / em_author_list / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-21250
  • Jmolによる作画
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  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-21250
  • UCSF Chimeraによる作画
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ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
B: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
C: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)411,2985
ポリマ－410,8313
非ポリマー4682
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: microscopy
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area4610 Å2
ΔGint-27 kcal/mol
Surface area77370 Å2

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要素

#1: タンパク質 Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2 / Dardarin


分子量: 136943.609 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: C-terminal residues 1327-2527 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: LRRK2, PARK8
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: Q5S007, non-specific serine/threonine protein kinase, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
#2: 化合物 ChemComp-GDP / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP


タイプ: RNA linking / 分子量: 443.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O11P2 / コメント: GDP, エネルギー貯蔵分子*YM
#3: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
研究の焦点であるリガンドがあるかN
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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

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試料調製

構成要素名称: The C-terminal half of the Leucine Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) protein.
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.137 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
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
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPES1
280 mMNaCl1
30.5 mMTCEP1
45 %Glycerol1
52.5 mMMgCl21
620 uMGDP1
試料濃度: 0.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: 4uM concentration
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: Quantifoil, UltrAuFoil, R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK II / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
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）: 1800 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: 8 sec. / 電子線照射量: 6.65 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
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: 3826
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF 2002
画像スキャン動画フレーム数/画像: 40

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
2Leginon3画像取得
4Gctf1CTF補正
7Rosetta3モデルフィッティング
9Rosetta3モデル精密化
10RELION3初期オイラー角割当
11cryoSPARC2初期オイラー角割当
12RELION3最終オイラー角割当
13cryoSPARC2最終オイラー角割当
15RELION3３次元再構成C1
16cryoSPARC2３次元再構成C3
CTF補正詳細: Per-particle CTF values / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 836956
対称性点対称性: C3 (3回回転対称)
3次元再構成解像度: 3.47 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 70953
詳細: For the signal subtracted map, 105,787 particles went into the final map that achieved 3.8A resolution.
対称性のタイプ: POINT

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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)

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  • 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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