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- PDB-7sx4: Human NALCN-FAM155A-UNC79-UNC80 channelosome with CaM bound, conf... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7sx4
タイトルHuman NALCN-FAM155A-UNC79-UNC80 channelosome with CaM bound, conformation 2/2
要素
  • Calmodulin-1
  • Protein unc-80 homolog
  • Sodium leak channel non-selective protein,Enhanced green fluorescent protein
  • Transmembrane protein FAM155A
  • UNC79,Protein unc-79 homolog
キーワードMEMBRANE PROTEIN / ion channel / calmodulin / HEAT repeat protein
機能・相同性
機能・相同性情報


monoatomic cation homeostasis / regulation of neuronal action potential / leak channel activity / regulation of resting membrane potential / positive regulation of synaptic transmission, GABAergic / cation channel complex / positive regulation of synaptic transmission, cholinergic / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / voltage-gated sodium channel activity ...monoatomic cation homeostasis / regulation of neuronal action potential / leak channel activity / regulation of resting membrane potential / positive regulation of synaptic transmission, GABAergic / cation channel complex / positive regulation of synaptic transmission, cholinergic / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / voltage-gated sodium channel activity / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / monoatomic ion channel complex / CASP4 inflammasome assembly / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / organelle localization by membrane tethering / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / : / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / presynaptic endocytosis / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / sodium channel activity / Phase 0 - rapid depolarisation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / calcineurin-mediated signaling / RHO GTPases activate PAKs / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / calcium ion import across plasma membrane / Uptake and function of anthrax toxins / Ion transport by P-type ATPases / protein phosphatase activator activity / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / catalytic complex / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / Smooth Muscle Contraction / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / cellular response to interferon-beta / RHO GTPases activate IQGAPs / calcium channel inhibitor activity / monoatomic cation channel activity / presynaptic cytosol / Activation of AMPK downstream of NMDARs / eNOS activation / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / Ion homeostasis / regulation of heart rate / Protein methylation / titin binding / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / voltage-gated potassium channel complex / calcium channel complex / FCERI mediated Ca+2 mobilization / substantia nigra development / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / potassium ion transmembrane transport / protein serine/threonine kinase activator activity / sperm midpiece / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / calyx of Held / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / adenylate cyclase activator activity / bioluminescence / VEGFR2 mediated vascular permeability / VEGFR2 mediated cell proliferation / regulation of cytokinesis / spindle microtubule / sarcomere / sodium ion transmembrane transport / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / calcium channel regulator activity / generation of precursor metabolites and energy / myelin sheath / cellular response to type II interferon / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / long-term synaptic potentiation / Enterobacterial factors antagonize host defense / response to calcium ion / RAF activation / Stimuli-sensing channels / calcium ion transmembrane transport / spindle pole
類似検索 - 分子機能
UNC79 / Cation channel complex component UNC80, N-terminal / Protein UNC80, central region / Protein UNC80, C-terminal / : / Protein unc-79 homolog, N-terminal region / UNC80 N-terminal / Protein UNC80 central region / Protein UNC80 C-terminal region / UNC79, C-terminal HEAT repeats ...UNC79 / Cation channel complex component UNC80, N-terminal / Protein UNC80, central region / Protein UNC80, C-terminal / : / Protein unc-79 homolog, N-terminal region / UNC80 N-terminal / Protein UNC80 central region / Protein UNC80 C-terminal region / UNC79, C-terminal HEAT repeats / Sodium leak channel NALCN / : / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair / Armadillo-type fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-PEV / Chem-PGV / CHOLESTEROL HEMISUCCINATE / Enhanced green fluorescent protein / NALCN channel auxiliary factor 1 / Calmodulin-1 / Sodium leak channel NALCN / Protein unc-80 homolog / Protein unc-79 homolog
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: 3.5 Å
データ登録者Kschonsak, M. / Chua, H.C. / Weidling, C. / Chakouri, N. / Noland, C.L. / Schott, K. / Chang, T. / Tam, C. / Patel, N. / Arthur, C.P. ...Kschonsak, M. / Chua, H.C. / Weidling, C. / Chakouri, N. / Noland, C.L. / Schott, K. / Chang, T. / Tam, C. / Patel, N. / Arthur, C.P. / Leitner, A. / Ben-Johny, M. / Ciferri, C. / Pless, S.A. / Payandeh, J.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Structural architecture of the human NALCN channelosome.
著者: Marc Kschonsak / Han Chow Chua / Claudia Weidling / Nourdine Chakouri / Cameron L Noland / Katharina Schott / Timothy Chang / Christine Tam / Nidhi Patel / Christopher P Arthur / Alexander ...著者: Marc Kschonsak / Han Chow Chua / Claudia Weidling / Nourdine Chakouri / Cameron L Noland / Katharina Schott / Timothy Chang / Christine Tam / Nidhi Patel / Christopher P Arthur / Alexander Leitner / Manu Ben-Johny / Claudio Ciferri / Stephan Alexander Pless / Jian Payandeh /
要旨: Depolarizing sodium (Na) leak currents carried by the NALCN channel regulate the resting membrane potential of many neurons to modulate respiration, circadian rhythm, locomotion and pain sensitivity. ...Depolarizing sodium (Na) leak currents carried by the NALCN channel regulate the resting membrane potential of many neurons to modulate respiration, circadian rhythm, locomotion and pain sensitivity. NALCN requires FAM155A, UNC79 and UNC80 to function, but the role of these auxiliary subunits is not understood. NALCN, UNC79 and UNC80 are essential in rodents, and mutations in human NALCN and UNC80 cause severe developmental and neurological disease. Here we determined the structure of the NALCN channelosome, an approximately 1-MDa complex, as fundamental aspects about the composition, assembly and gating of this channelosome remain obscure. UNC79 and UNC80 are massive HEAT-repeat proteins that form an intertwined anti-parallel superhelical assembly, which docks intracellularly onto the NALCN-FAM155A pore-forming subcomplex. Calmodulin copurifies bound to the carboxy-terminal domain of NALCN, identifying this region as a putative modulatory hub. Single-channel analyses uncovered a low open probability for the wild-type complex, highlighting the tightly closed S6 gate in the structure, and providing a basis to interpret the altered gating properties of disease-causing variants. Key constraints between the UNC79-UNC80 subcomplex and the NALCN DI-DII and DII-DIII linkers were identified, leading to a model of channelosome gating. Our results provide a structural blueprint to understand the physiology of the NALCN channelosome and a template for drug discovery to modulate the resting membrane potential.
履歴
登録2021年11月22日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02021年12月29日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年3月16日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22024年10月16日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _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
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-25493
  • 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: Sodium leak channel non-selective protein,Enhanced green fluorescent protein
B: Transmembrane protein FAM155A
C: Calmodulin-1
D: UNC79,Protein unc-79 homolog
E: Protein unc-80 homolog
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)960,24312
ポリマ－956,8725
非ポリマー3,3727
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: mass spectrometry, identification of CaM, gel filtration, elutes as single peak on SEC
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 5種, 5分子 ABCDE

#1: タンパク質 Sodium leak channel non-selective protein,Enhanced green fluorescent protein / CanIon / Voltage gated channel-like protein 1


分子量: 234128.797 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: NALCN, VGCNL1, eGFP / 細胞株 (発現宿主): Expi293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q8IZF0, UniProt: A0A7G8ZY66
#2: タンパク質 Transmembrane protein FAM155A


分子量: 54205.004 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: FAM155A / 細胞株 (発現宿主): Expi293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: B1AL88
#3: タンパク質 Calmodulin-1


分子量: 16852.545 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: CALM1, CALM, CAM, CAM1 / 細胞株 (発現宿主): Expi293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P0DP23
#4: タンパク質 UNC79,Protein unc-79 homolog


分子量: 285174.938 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: UNC79, UNC79, KIAA1409 / 細胞株 (発現宿主): Expi293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q9P2D8
#5: タンパク質 Protein unc-80 homolog


分子量: 366510.594 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: UNC80, C2orf21, KIAA1843 / 細胞株 (発現宿主): Expi293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q8N2C7

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糖 , 1種, 2分子

#6: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

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非ポリマー , 3種, 5分子

#7: 化合物 ChemComp-PEV / (1S)-2-{[(2-AMINOETHOXY)(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-1-[(PALMITOYLOXY)METHYL]ETHYL STEARATE / PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / 1-PALMITOYL-2-OLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOETHANOLAMINE


分子量: 720.012 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C39H78NO8P / コメント: POPE, リン脂質*YM
#8: 化合物 ChemComp-PGV / (1R)-2-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-1-[(PALMITOYLOXY)METHYL]ETHYL (11E)-OCTADEC-11-ENOATE / PHOSPHATIDYLGLYCEROL / 2-VACCENOYL-1-PALMITOYL-SN-GLYCEROL-3-PHOSPHOGLYCEROL


分子量: 749.007 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C40H77O10P / コメント: リン脂質*YM
#9: 化合物 ChemComp-Y01 / CHOLESTEROL HEMISUCCINATE


分子量: 486.726 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C31H50O4

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詳細

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: Pentameric complex of the leak channel NALCN with FAM155A, Calmodulin, UNC79 and UNC80
タイプ: COMPLEX
詳細: Calmodulin was not overexpressed but co-purified from Expi293 cells
Entity ID: #1-#5 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 株: Expi293
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1200 mMsodium chlorideNaCl1
225 mMHEPES1
試料濃度: 1.65 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: NALCN was reconstituted into lipid nanodiscs and mildly crosslinkned with 0.05% EM grade glutaraldehyde for 10 min at room temperature. Cross-linking was quenched with 9 mM Tris pH 7.5
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R0.6/1
急速凍結装置: LEICA EM GP / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K / 詳細: 3.5 sec blotting

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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）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 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: 3 sec. / 電子線照射量: 64.009 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 26550
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

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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
1Gautomatch粒子像選択
2SerialEM3.7.11画像取得
4CTFFIND4.1.13CTF補正
10cisTEM1.02初期オイラー角割当
11cisTEM1.02最終オイラー角割当
12RELION3.1分類
13cisTEM1.02３次元再構成
CTF補正詳細: selected micrographs with a CTF fit of 10.0 A or better
タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 3048401
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 56037 / クラス平均像の数: 1 / 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)

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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