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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8om1 | |||||||||
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タイトル | Mitochondrial complex I from Mus musculus in the active state | |||||||||
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![]() | OXIDOREDUCTASE / Mitochondrial complex I / Respiratory complex I / NADH:ubiquinone oxidoreductase | |||||||||
機能・相同性 | ![]() response to injury involved in regulation of muscle adaptation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / reproductive system development / Mitochondrial protein import / Respiratory electron transport / Glyoxylate metabolism and glycine degradation / RHOG GTPase cycle / blastocyst hatching / circulatory system development ...response to injury involved in regulation of muscle adaptation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / reproductive system development / Mitochondrial protein import / Respiratory electron transport / Glyoxylate metabolism and glycine degradation / RHOG GTPase cycle / blastocyst hatching / circulatory system development / response to light intensity / respiratory system process / protein insertion into mitochondrial inner membrane / psychomotor behavior / Mitochondrial protein degradation / cellular response to oxygen levels / iron-sulfur cluster assembly complex / mitochondrial large ribosomal subunit binding / gliogenesis / neural precursor cell proliferation / cardiac muscle tissue development / : / [2Fe-2S] cluster assembly / oxygen sensor activity / adult walking behavior / respiratory chain complex I / cellular response to glucocorticoid stimulus / deoxynucleoside kinase activity / negative regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / positive regulation of mitochondrial membrane potential / response to hydroperoxide / cellular respiration / ubiquinone-6 biosynthetic process / iron-sulfur cluster assembly / mitochondrial ribosome / adult behavior / dopamine metabolic process / positive regulation of ATP biosynthetic process / mitochondrial translation / NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) / positive regulation of execution phase of apoptosis / apoptotic mitochondrial changes / NADH dehydrogenase activity / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / : / mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / proton motive force-driven mitochondrial ATP synthesis / ubiquinone binding / mitochondrial respiratory chain complex I assembly / acyl binding / neuron development / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / cellular response to interferon-beta / acyl carrier activity / quinone binding / electron transport coupled proton transport / ATP synthesis coupled electron transport / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / cellular response to retinoic acid / extrinsic apoptotic signaling pathway / negative regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / ATP metabolic process / tricarboxylic acid cycle / : / visual perception / aerobic respiration / Neutrophil degranulation / respiratory electron transport chain / reactive oxygen species metabolic process / mitochondrion organization / cerebellum development / neurogenesis / regulation of mitochondrial membrane potential / response to hormone / response to cocaine / fatty acid metabolic process / synaptic membrane / kidney development / muscle contraction / mitochondrial membrane / apoptotic signaling pathway / electron transport chain / sensory perception of sound / regulation of protein phosphorylation / ionotropic glutamate receptor binding / response to nicotine / response to hydrogen peroxide / multicellular organism growth / response to organic cyclic compound / mitochondrial intermembrane space / brain development / negative regulation of cell growth / cognition / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / circadian rhythm / positive regulation of protein catabolic process / NAD binding / FMN binding / myelin sheath / nervous system development 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | ![]() ![]() | |||||||||
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: 2.39 Å | |||||||||
![]() | Grba, D.N. / Chung, I. / Bridges, H.R. / Agip, A.N.A. / Hirst, J. | |||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Investigation of hydrated channels and proton pathways in a high-resolution cryo-EM structure of mammalian complex I. 著者: Daniel N Grba / Injae Chung / Hannah R Bridges / Ahmed-Noor A Agip / Judy Hirst / ![]() 要旨: Respiratory complex I, a key enzyme in mammalian metabolism, captures the energy released by reduction of ubiquinone by NADH to drive protons across the inner mitochondrial membrane, generating the ...Respiratory complex I, a key enzyme in mammalian metabolism, captures the energy released by reduction of ubiquinone by NADH to drive protons across the inner mitochondrial membrane, generating the proton-motive force for ATP synthesis. Despite remarkable advances in structural knowledge of this complicated membrane-bound enzyme, its mechanism of catalysis remains controversial. In particular, how ubiquinone reduction is coupled to proton pumping and the pathways and mechanisms of proton translocation are contested. We present a 2.4-Å resolution cryo-EM structure of complex I from mouse heart mitochondria in the closed, active (ready-to-go) resting state, with 2945 water molecules modeled. By analyzing the networks of charged and polar residues and water molecules present, we evaluate candidate pathways for proton transfer through the enzyme, for the chemical protons for ubiquinone reduction, and for the protons transported across the membrane. Last, we compare our data to the predictions of extant mechanistic models, and identify key questions to answer in future work to test them. | |||||||||
履歴 |
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構造ビューア | 分子: ![]() ![]() |
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PDBx/mmCIF形式 | ![]() | 1.6 MB | 表示 | ![]() |
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その他 | ![]() |
-検証レポート
文書・要旨 | ![]() | 3.6 MB | 表示 | ![]() |
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文書・詳細版 | ![]() | 3.7 MB | 表示 | |
XML形式データ | ![]() | 228.6 KB | 表示 | |
CIF形式データ | ![]() | 362.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 16965MC ![]() 8oltC 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 ( |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性 ![]() |
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リンク
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集合体
登録構造単位 | ![]()
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1 |
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要素
-NADH-ubiquinone oxidoreductase chain ... , 7種, 7分子 AHJKLMN
#1: タンパク質 | 分子量: 13251.785 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03899, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#8: タンパク質 | 分子量: 36105.027 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03888, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#10: タンパク質 | 分子量: 18656.100 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03925, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#11: タンパク質 | 分子量: 10637.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03903, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#12: タンパク質 | 分子量: 68547.297 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03921, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#13: タンパク質 | 分子量: 51943.547 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03911, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#14: タンパク質 | 分子量: 38800.230 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: P03893, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] iron-sulfur protein ... , 7種, 7分子 BCDIQRe
#2: タンパク質 | 分子量: 24730.904 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q9DC70, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#3: タンパク質 | 分子量: 30191.307 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q9DCT2, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#4: タンパク質 | 分子量: 52720.602 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q91WD5, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#9: タンパク質 | 分子量: 24068.355 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q8K3J1, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#17: タンパク質 | 分子量: 19814.725 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#18: タンパク質 | 分子量: 13041.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#30: タンパク質 | 分子量: 12675.772 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] flavoprotein ... , 3種, 3分子 EFs
#5: タンパク質 | 分子量: 27318.336 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q9D6J6, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#6: タンパク質 | 分子量: 50904.152 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q91YT0, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#44: タンパク質 | 分子量: 11833.504 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-タンパク質 , 2種, 3分子 GTU
#7: タンパク質 | 分子量: 79866.688 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() 参照: UniProt: Q91VD9, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#20: タンパク質 | 分子量: 17390.289 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit ... , 12種, 12分子 OPSVWXYZabqr
#15: タンパク質 | 分子量: 40657.375 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
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#16: タンパク質 | 分子量: 42588.129 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#19: タンパク質 | 分子量: 10932.675 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#21: タンパク質 | 分子量: 13380.719 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#22: タンパク質 | 分子量: 15311.858 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#23: タンパク質 | 分子量: 20025.127 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#24: タンパク質 | 分子量: 14999.220 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#25: タンパク質 | 分子量: 16881.588 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#26: タンパク質 | 分子量: 8149.524 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#27: タンパク質 | 分子量: 9338.867 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#42: タンパク質 | 分子量: 17154.453 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#43: タンパク質 | 分子量: 12506.432 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 subunit ... , 2種, 2分子 cd
#28: タンパク質 | 分子量: 8636.023 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
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#29: タンパク質 | 分子量: 14185.692 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 beta subcomplex subunit ... , 11種, 11分子 fghijklmnop
#31: タンパク質 | 分子量: 6965.109 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
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#32: タンパク質 | 分子量: 17463.727 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#33: タンパク質 | 分子量: 21742.197 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#34: タンパク質 | 分子量: 15450.925 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#35: タンパク質 | 分子量: 11982.437 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#36: タンパク質 | 分子量: 11714.240 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#37: タンパク質 | 分子量: 21903.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#38: タンパク質 | 分子量: 15105.287 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#39: タンパク質 | 分子量: 22020.123 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#40: タンパク質 | 分子量: 16229.606 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
#41: タンパク質 | 分子量: 21054.832 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
-糖 , 1種, 16分子 ![](data/chem/img/LMT.gif)
#45: 糖 | ChemComp-LMT / |
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-非ポリマー , 14種, 2989分子 ![](data/chem/img/PC1.gif)
![](data/chem/img/SF4.gif)
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![](data/chem/img/FMN.gif)
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![](data/chem/img/CDL.gif)
![](data/chem/img/3PE.gif)
![](data/chem/img/MG.gif)
![](data/chem/img/DGT.gif)
![](data/chem/img/NDP.gif)
![](data/chem/img/ZN.gif)
![](data/chem/img/EHZ.gif)
![](data/chem/img/MYR.gif)
![](data/chem/img/HOH.gif)
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![](data/chem/img/FMN.gif)
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![](data/chem/img/CDL.gif)
![](data/chem/img/3PE.gif)
![](data/chem/img/MG.gif)
![](data/chem/img/DGT.gif)
![](data/chem/img/NDP.gif)
![](data/chem/img/ZN.gif)
![](data/chem/img/EHZ.gif)
![](data/chem/img/MYR.gif)
![](data/chem/img/HOH.gif)
#46: 化合物 | ChemComp-PC1 / #47: 化合物 | ChemComp-SF4 / #48: 化合物 | #49: 化合物 | ChemComp-FMN / | #50: 化合物 | ChemComp-NA / | #51: 化合物 | ChemComp-CDL / #52: 化合物 | ChemComp-3PE / #53: 化合物 | ChemComp-MG / | #54: 化合物 | ChemComp-DGT / | #55: 化合物 | ChemComp-NDP / | #56: 化合物 | ChemComp-ZN / | #57: 化合物 | #58: 化合物 | ChemComp-MYR / | #59: 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 | 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 |
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試料調製
構成要素 | 名称: Mitochondrial respiratory complex I / タイプ: COMPLEX 詳細: Native purification of mitochondrial complex I from mouse hearts Entity ID: #1, #3-#39, #42-#44 / 由来: NATURAL | ||||||||||||||||||||
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分子量 | 値: 1 MDa / 実験値: YES | ||||||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() | ||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.14 | ||||||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 濃度: 4 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||||||||||
試料支持 | 詳細: Following glow discharge for 90 s at 20 mA, the grid was treated for 48 hours in an anaerobic glovebox in ethanol containing 5 mM 11-mercaptoundecyl hexaethyleneglycol, washed three times in ...詳細: Following glow discharge for 90 s at 20 mA, the grid was treated for 48 hours in an anaerobic glovebox in ethanol containing 5 mM 11-mercaptoundecyl hexaethyleneglycol, washed three times in ethanol and dried prior to blotting グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: UltrAuFoil | ||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K / 詳細: blot for 10 seconds before plunging |
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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 |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: ![]() |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 81000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 2000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm |
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: 2.53 sec. / 電子線照射量: 39.94 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: 1 / 実像数: 2674 |
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解析
ソフトウェア | 名称: UCSF ChimeraX / バージョン: 1.5/v9 / 分類: モデル構築 / URL: https://www.rbvi.ucsf.edu/chimerax/ / Os: macOS / タイプ: package | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 357798 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 2.39 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 109866 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | 空間: REAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | PDB-ID: 6ZR2 Accession code: 6ZR2 / Source name: PDB / タイプ: experimental model |