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万見
- PDB-7t90: Cryo-EM structure of ACh-bound M2R-Go signaling complex in S2 state -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7t90
タイトルCryo-EM structure of ACh-bound M2R-Go signaling complex in S2 state
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Muscarinic acetylcholine receptor M2
  • scFV16
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / signaling complex / muscarinic receptor / acetylcholine
機能・相同性
機能・相同性情報


Muscarinic acetylcholine receptors / symmetric synapse / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / regulation of smooth muscle contraction / cholinergic synapse / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor activity / arrestin family protein binding / vesicle docking involved in exocytosis ...Muscarinic acetylcholine receptors / symmetric synapse / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / regulation of smooth muscle contraction / cholinergic synapse / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor activity / arrestin family protein binding / vesicle docking involved in exocytosis / G protein-coupled dopamine receptor signaling pathway / regulation of heart contraction / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / asymmetric synapse / mu-type opioid receptor binding / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / negative regulation of insulin secretion / G protein-coupled serotonin receptor binding / axon terminus / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / locomotory behavior / muscle contraction / clathrin-coated endocytic vesicle membrane / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / response to virus / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G-protein activation / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Glucagon-type ligand receptors / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / sensory perception of taste / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / cellular response to prostaglandin E stimulus / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / G-protein beta-subunit binding / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Cargo recognition for clathrin-mediated endocytosis / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / GTPase binding / Clathrin-mediated endocytosis / retina development in camera-type eye / presynaptic membrane / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / Ca2+ pathway / nervous system development / cell body / G alpha (i) signalling events / fibroblast proliferation / G alpha (s) signalling events / G alpha (q) signalling events / chemical synaptic transmission / postsynaptic membrane / cell population proliferation / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / GTPase activity / neuronal cell body / glutamatergic synapse / synapse / dendrite / protein-containing complex binding / GTP binding / signal transduction / extracellular exosome / membrane / metal ion binding / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit ...Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / GGL domain / G-protein gamma-like domain superfamily / G-protein gamma-like domain / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD domain, G-beta repeat / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ACETYLCHOLINE / Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 3.32 Å
データ登録者Xu, J. / Wang, Q. / Du, Y. / Kobilka, B.K.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Structural and dynamic insights into supra-physiological activation and allosteric modulation of a muscarinic acetylcholine receptor.
著者: Jun Xu / Qinggong Wang / Harald Hübner / Yunfei Hu / Xiaogang Niu / Haoqing Wang / Shoji Maeda / Asuka Inoue / Yuyong Tao / Peter Gmeiner / Yang Du / Changwen Jin / Brian K Kobilka /
要旨: The M2 muscarinic receptor (M2R) is a prototypical G-protein-coupled receptor (GPCR) that serves as a model system for understanding GPCR regulation by both orthosteric and allosteric ligands. Here, ...The M2 muscarinic receptor (M2R) is a prototypical G-protein-coupled receptor (GPCR) that serves as a model system for understanding GPCR regulation by both orthosteric and allosteric ligands. Here, we investigate the mechanisms governing M2R signaling versatility using cryo-electron microscopy (cryo-EM) and NMR spectroscopy, focusing on the physiological agonist acetylcholine and a supra-physiological agonist iperoxo, as well as a positive allosteric modulator LY2119620. These studies reveal that acetylcholine stabilizes a more heterogeneous M2R-G-protein complex than iperoxo, where two conformers with distinctive G-protein orientations were determined. We find that LY2119620 increases the affinity for both agonists, but differentially modulates agonists efficacy in G-protein and β-arrestin pathways. Structural and spectroscopic analysis suggest that LY211620 stabilizes distinct intracellular conformational ensembles from agonist-bound M2R, which may enhance β-arrestin recruitment while impairing G-protein activation. These results highlight the role of conformational dynamics in the complex signaling behavior of GPCRs, and could facilitate design of better drugs.
履歴
登録2021年12月17日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年1月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年2月7日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year

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構造の表示

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: Muscarinic acetylcholine receptor M2
B: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
D: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
E: scFV16
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)152,9106
ポリマ－152,7645
非ポリマー1461
水181
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 BCD

#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha


分子量: 40104.551 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: GNAO1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P09471
#3: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Transducin beta chain 1


分子量: 37728.152 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: GNB1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P62873
#4: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7861.143 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: GNG2 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P59768

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タンパク質 / 抗体 , 2種, 2分子 AE

#1: タンパク質 Muscarinic acetylcholine receptor M2


分子量: 39729.910 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: CHRM2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P08172
#5: 抗体 scFV16


分子量: 27340.482 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ)
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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非ポリマー , 2種, 2分子

#6: 化合物 ChemComp-ACH / ACETYLCHOLINE / アセチルコリン


分子量: 146.207 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C7H16NO2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: 神経伝達物質*YM
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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

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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: ACh-bound M2R-GoA-scFv16 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
31Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
31Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 60 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 3.32 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 125092 / 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://pdbjlvh1.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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