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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6yj4 | |||||||||
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タイトル | Structure of Yarrowia lipolytica complex I at 2.7 A | |||||||||
要素 |
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キーワード | MEMBRANE PROTEIN / NADH:Ubiquinone Oxidoreductase / complex I | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 lipoate biosynthetic process / NADH dehydrogenase / TIM23 mitochondrial import inner membrane translocase complex / mitochondrial [2Fe-2S] assembly complex / protein import into mitochondrial matrix / respiratory chain complex I / cellular respiration / ubiquinone-6 biosynthetic process / oxidoreductase activity, acting on NAD(P)H / iron-sulfur cluster assembly ...lipoate biosynthetic process / NADH dehydrogenase / TIM23 mitochondrial import inner membrane translocase complex / mitochondrial [2Fe-2S] assembly complex / protein import into mitochondrial matrix / respiratory chain complex I / cellular respiration / ubiquinone-6 biosynthetic process / oxidoreductase activity, acting on NAD(P)H / iron-sulfur cluster assembly / NADH dehydrogenase activity / NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) / : / mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / mitochondrial respiratory chain complex I assembly / ubiquinone binding / acyl binding / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / acyl carrier activity / quinone binding / : / electron transport coupled proton transport / ATP synthesis coupled electron transport / aerobic respiration / respiratory electron transport chain / mitochondrial membrane / electron transport chain / mitochondrial intermembrane space / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / NAD binding / FMN binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / response to oxidative stress / mitochondrial inner membrane / oxidoreductase activity / protein-containing complex binding / mitochondrion / membrane / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Yarrowia lipolytica (酵母) | |||||||||
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: 2.7 Å | |||||||||
データ登録者 | Hirst, J. / Grba, D. | |||||||||
資金援助 | 英国, 2件
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引用 | ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2020 タイトル: Mitochondrial complex I structure reveals ordered water molecules for catalysis and proton translocation. 著者: Daniel N Grba / Judy Hirst / 要旨: Mitochondrial complex I powers ATP synthesis by oxidative phosphorylation, exploiting the energy from ubiquinone reduction by NADH to drive protons across the energy-transducing inner membrane. ...Mitochondrial complex I powers ATP synthesis by oxidative phosphorylation, exploiting the energy from ubiquinone reduction by NADH to drive protons across the energy-transducing inner membrane. Recent cryo-EM analyses of mammalian and yeast complex I have revolutionized structural and mechanistic knowledge and defined structures in different functional states. Here, we describe a 2.7-Å-resolution structure of the 42-subunit complex I from the yeast Yarrowia lipolytica containing 275 structured water molecules. We identify a proton-relay pathway for ubiquinone reduction and water molecules that connect mechanistically crucial elements and constitute proton-translocation pathways through the membrane. By comparison with known structures, we deconvolute structural changes governing the mammalian 'deactive transition' (relevant to ischemia-reperfusion injury) and their effects on the ubiquinone-binding site and a connected cavity in ND1. Our structure thus provides important insights into catalysis by this enigmatic respiratory machine. #1: ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2020 タイトル: Mitochondrial complex I structure reveals ordered water molecules for catalysis and proton translocation. 著者: Daniel N Grba / Judy Hirst / 要旨: Mitochondrial complex I powers ATP synthesis by oxidative phosphorylation, exploiting the energy from ubiquinone reduction by NADH to drive protons across the energy-transducing inner membrane. ...Mitochondrial complex I powers ATP synthesis by oxidative phosphorylation, exploiting the energy from ubiquinone reduction by NADH to drive protons across the energy-transducing inner membrane. Recent cryo-EM analyses of mammalian and yeast complex I have revolutionized structural and mechanistic knowledge and defined structures in different functional states. Here, we describe a 2.7-Å-resolution structure of the 42-subunit complex I from the yeast Yarrowia lipolytica containing 275 structured water molecules. We identify a proton-relay pathway for ubiquinone reduction and water molecules that connect mechanistically crucial elements and constitute proton-translocation pathways through the membrane. By comparison with known structures, we deconvolute structural changes governing the mammalian 'deactive transition' (relevant to ischemia-reperfusion injury) and their effects on the ubiquinone-binding site and a connected cavity in ND1. Our structure thus provides important insights into catalysis by this enigmatic respiratory machine. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
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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 | 6yj4.cif.gz | 1.4 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb6yj4.ent.gz | 1.2 MB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 6yj4.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
文書・要旨 | 6yj4_validation.pdf.gz | 3.4 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 6yj4_full_validation.pdf.gz | 3.5 MB | 表示 | |
XML形式データ | 6yj4_validation.xml.gz | 231.9 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 6yj4_validation.cif.gz | 343.3 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/yj/6yj4 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/yj/6yj4 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-NADH-ubiquinone oxidoreductase chain ... , 6種, 6分子 AHJKLM
#1: タンパク質 | 分子量: 14506.339 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: nad3, YALI1_M00472r / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: S5TMS4, UniProt: Q9B6C7*PLUS, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#8: タンパク質 | 分子量: 38389.277 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: nad1, YALI1_M00064g / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: S5U3V2, UniProt: Q9B6E8*PLUS, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#10: タンパク質 | 分子量: 20793.111 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (strain CLIB 122 / E 150) (酵母) 遺伝子: ND6 / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: Q9B6E9, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#11: タンパク質 | 分子量: 9843.860 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: nad4L, YALI1_M00335g / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: S5U4U1, UniProt: Q9B6D4*PLUS, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#12: タンパク質 | 分子量: 73768.703 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: nad5, YALI1_M00338r / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: S5TF58, UniProt: Q9B6D3*PLUS, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#13: タンパク質 | 分子量: 54534.652 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: nad4, YALI1_M00296g / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) 参照: UniProt: S5TMP9, UniProt: Q9B6D6*PLUS, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
+タンパク質 , 34種, 34分子 BCDEFGINOPQRSVWXYZabcdefghijkl...
-Acyl carrier protein ... , 2種, 2分子 TU
#20: タンパク質 | 分子量: 12053.585 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: YALI1_D18037g / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) / 参照: UniProt: A0A1H6PXT9, UniProt: Q6C926*PLUS |
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#21: タンパク質 | 分子量: 14444.458 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yarrowia lipolytica (酵母) / 遺伝子: YALI1_D32594g / 発現宿主: Yarrowia lipolytica (酵母) / 参照: UniProt: A0A1D8NG21, UniProt: Q6C7X2*PLUS |
-糖 , 1種, 5分子
#45: 糖 | ChemComp-LMT / |
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-非ポリマー , 10種, 320分子
#43: 化合物 | ChemComp-3PE / #44: 化合物 | ChemComp-SF4 / #46: 化合物 | ChemComp-PLC / #47: 化合物 | #48: 化合物 | ChemComp-FMN / | #49: 化合物 | ChemComp-CDL / #50: 化合物 | ChemComp-NDP / | #51: 化合物 | ChemComp-ZN / | #52: 化合物 | #53: 水 | ChemComp-HOH / | |
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-詳細
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 |
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由来(天然) |
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由来(組換発現) |
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緩衝液 | pH: 7.45 | ||||||||||||||||||||||||
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||||||||||||||
試料支持 | 詳細: Gold grids pre-treated with PEG thiol reagent / グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: UltrAuFoil | ||||||||||||||||||||||||
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-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 / Calibrated defocus min: -1500 nm / 最大 デフォーカス(補正後): -2700 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm |
撮影 | 電子線照射量: 44 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: 2540 |
画像スキャン | 動画フレーム数/画像: 25 |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 106302 / 詳細: Post manual curation of Relion auto-pick | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 2.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 49669 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | PDB-ID: 6G2J |