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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7qn7 | ||||||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with GABA, histamine and nanobody Nb25 | ||||||||||||||||||
要素 |
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キーワード | MEMBRANE PROTEIN / pentameric ligand-gated ion channel / neurotransmitter receptor / GABA receptor | ||||||||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 benzodiazepine receptor activity / cellular response to histamine / GABA receptor activation / GABA-A receptor activity / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / synaptic transmission, GABAergic / gamma-aminobutyric acid signaling pathway / postsynaptic specialization membrane ...benzodiazepine receptor activity / cellular response to histamine / GABA receptor activation / GABA-A receptor activity / GABA-gated chloride ion channel activity / GABA-A receptor complex / inhibitory synapse assembly / synaptic transmission, GABAergic / gamma-aminobutyric acid signaling pathway / postsynaptic specialization membrane / neurotransmitter receptor activity / chloride channel activity / roof of mouth development / Signaling by ERBB4 / chloride channel complex / regulation of postsynaptic membrane potential / transmembrane transporter complex / GABA-ergic synapse / chloride transmembrane transport / dendrite membrane / transmitter-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / cytoplasmic vesicle membrane / postsynaptic membrane / postsynapse / neuron projection / axon / neuronal cell body / dendrite / synapse / signal transduction / identical protein binding / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||||||||
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 Å | ||||||||||||||||||
データ登録者 | Sente, A. / Desai, R. / Naydenova, K. / Malinauskas, T. / Jounaidi, Y. / Miehling, J. / Zhou, X. / Masiulis, S. / Hardwick, S.W. / Chirgadze, D.Y. ...Sente, A. / Desai, R. / Naydenova, K. / Malinauskas, T. / Jounaidi, Y. / Miehling, J. / Zhou, X. / Masiulis, S. / Hardwick, S.W. / Chirgadze, D.Y. / Miller, K.W. / Aricescu, A.R. | ||||||||||||||||||
資金援助 | 英国, 5件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2022 タイトル: Differential assembly diversifies GABA receptor structures and signalling. 著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W ...著者: Andrija Sente / Rooma Desai / Katerina Naydenova / Tomas Malinauskas / Youssef Jounaidi / Jonas Miehling / Xiaojuan Zhou / Simonas Masiulis / Steven W Hardwick / Dimitri Y Chirgadze / Keith W Miller / A Radu Aricescu / 要旨: Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines ...Type A γ-aminobutyric acid receptors (GABARs) are pentameric ligand-gated chloride channels that mediate fast inhibitory signalling in neural circuits and can be modulated by essential medicines including general anaesthetics and benzodiazepines. Human GABAR subunits are encoded by 19 paralogous genes that can, in theory, give rise to 495,235 receptor types. However, the principles that govern the formation of pentamers, the permutational landscape of receptors that may emerge from a subunit set and the effect that this has on GABAergic signalling remain largely unknown. Here we use cryogenic electron microscopy to determine the structures of extrasynaptic GABARs assembled from α4, β3 and δ subunits, and their counterparts incorporating γ2 instead of δ subunits. In each case, we identified two receptor subtypes with distinct stoichiometries and arrangements, all four differing from those previously observed for synaptic, α1-containing receptors. This, in turn, affects receptor responses to physiological and synthetic modulators by creating or eliminating ligand-binding sites at subunit interfaces. We provide structural and functional evidence that selected GABAR arrangements can act as coincidence detectors, simultaneously responding to two neurotransmitters: GABA and histamine. Using assembly simulations and single-cell RNA sequencing data, we calculated the upper bounds for receptor diversity in recombinant systems and in vivo. We propose that differential assembly is a pervasive mechanism for regulating the physiology and pharmacology of GABARs. | ||||||||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 7qn7.cif.gz | 372.2 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7qn7.ent.gz | 294.7 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 7qn7.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 | 7qn7_validation.pdf.gz | 1.4 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7qn7_full_validation.pdf.gz | 1.4 MB | 表示 | |
XML形式データ | 7qn7_validation.xml.gz | 49.9 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7qn7_validation.cif.gz | 75.8 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/qn/7qn7 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/qn/7qn7 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 14069MC 7qn5C 7qn6C 7qn8C 7qn9C 7qnaC 7qnbC 7qncC 7qndC 7qneC 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 | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
電子顕微鏡画像生データ | EMPIAR-10911 (タイトル: Cryo-EM micrographs of GABA(A)Rs purified from cells expressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine, Ro15-4513 and nanobody Nb25 Data size: 2.8 TB Data #1: Unaligned multi-frame micrographs of GABA(A)Rs purified from cells epxressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine, Ro15-4513 and nanobody Nb25 ...Data #1: Unaligned multi-frame micrographs of GABA(A)Rs purified from cells epxressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine, Ro15-4513 and nanobody Nb25 [micrographs - multiframe]) EMPIAR-10914 (タイトル: Cryo-EM micrographs of GABA(A)Rs purified from cells expressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine and nanobody Nb25 Data size: 3.0 TB Data #1: Unaligned multi-frame micrographs of GABA(A) receptors purified from cells expressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine and nanobody Nb25 ...Data #1: Unaligned multi-frame micrographs of GABA(A) receptors purified from cells expressing human full-length alpha4, beta3 and delta subunits, in presence of GABA, histamine and nanobody Nb25 [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
-Gamma-aminobutyric acid receptor subunit ... , 3種, 5分子 ABCDE
#1: タンパク質 | 分子量: 61696.047 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GABRA4 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S TetR / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P48169 | ||
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#2: タンパク質 | 分子量: 54180.348 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GABRB3 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S TetR / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P28472 #3: タンパク質 | | 分子量: 52437.926 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GABRD / 細胞株 (発現宿主): HEK293S TetR / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O14764 |
-抗体 , 1種, 2分子 FG
#4: 抗体 | 分子量: 13341.741 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 細胞株 (発現宿主): HEK293S TetR / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) |
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-糖 , 3種, 13分子
#5: 多糖 | alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2- ...alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose #6: 多糖 | #9: 糖 | ChemComp-NAG / |
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-非ポリマー , 6種, 13分子
#7: 化合物 | ChemComp-PX6 / | ||||||||
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#8: 化合物 | ChemComp-D10 / #10: 化合物 | ChemComp-ABU / | #11: 化合物 | #12: 化合物 | #13: 水 | ChemComp-HOH / | |
-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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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: Human full-length extrasynaptic alpha4beta3delta GABA(A)R in complex with GABA, histamine and nanobody Nb25 タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT | |||||||||||||||
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) | |||||||||||||||
由来(組換発現) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) / 細胞: HEK293S TetR | |||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.6 | |||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | |||||||||||||||
急速凍結 | 装置: LEICA PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 287 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): 2100 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 700 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: COMA FREE |
試料ホルダ | 凍結剤: NITROGEN |
撮影 | 電子線照射量: 40 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) |
電子光学装置 | エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV |
-解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 37979 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: AB INITIO MODEL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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