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万見
- PDB-8qqz: Cryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the pe... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8qqz
タイトルCryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the pentameric form at pH 8.0
要素Bacteriorhodopsin-like protein
キーワードMEMBRANE PROTEIN / retinal / ion transport / rhodopsin / photocycle / sodium transport
機能・相同性Bacteriorhodopsin-like protein / Archaeal/bacterial/fungal rhodopsins / Bacteriorhodopsin-like protein / plasma membrane / EICOSANE / Bacteriorhodopsin-like protein
機能・相同性情報
生物種Erythrobacter (バクテリア)
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: 2.63 Å
データ登録者Kovalev, K. / Podoliak, E. / Lamm, G.H.U. / Marin, E. / Stetsenko, A. / Guskov, A.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
EIPOD fellowship under Marie Sklodowska-Curie Actions COFUND847543 ドイツ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: A subgroup of light-driven sodium pumps with an additional Schiff base counterion.
著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J ...著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J Wachtveitl / I Schapiro / V Busskamp / A Guskov / V Gordeliy / A Alekseev / K Kovalev /
要旨: Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region ...Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region essential for sodium transport. Here we identify a subgroup of the NDQ rhodopsins bearing an additional glutamic acid residue in the close vicinity to the retinal Schiff base. We thoroughly characterize a member of this subgroup, namely the protein ErNaR from Erythrobacter sp. HL-111 and show that the additional glutamic acid results in almost complete loss of pH sensitivity for sodium-pumping activity, which is in contrast to previously studied NaRs. ErNaR is capable of transporting sodium efficiently even at acidic pH levels. X-ray crystallography and single particle cryo-electron microscopy reveal that the additional glutamic acid residue mediates the connection between the other two Schiff base counterions and strongly interacts with the aspartic acid of the characteristic NDQ motif. Hence, it reduces its pKa. Our findings shed light on a subgroup of NaRs and might serve as a basis for their rational optimization for optogenetics.
履歴
登録2023年10月6日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年4月24日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Bacteriorhodopsin-like protein
B: Bacteriorhodopsin-like protein
C: Bacteriorhodopsin-like protein
D: Bacteriorhodopsin-like protein
E: Bacteriorhodopsin-like protein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)178,33461
ポリマ－160,2305
非ポリマー18,10356
水3,513195
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area43230 Å2
ΔGint10 kcal/mol
Surface area38400 Å2
手法PISA

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要素

#1: タンパク質
Bacteriorhodopsin-like protein / light-driven sodium-pumping rhodopsin


分子量: 32046.049 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Erythrobacter (バクテリア) / 遺伝子: SAMN04515621_2824 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A1H1XA63
#2: 化合物...
ChemComp-LFA / EICOSANE / LIPID FRAGMENT / イコサン


分子量: 282.547 Da / 分子数: 46 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H42
#3: 糖
ChemComp-LMT / DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / ドデシルβ-D-マルトシド


タイプ: D-saccharide / 分子量: 510.615 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 合成 / 式: C24H46O11 / コメント: 可溶化剤*YM
#4: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 195 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
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: Light-driven sodium pump ErNaR / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.036 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Erythrobacter (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 4.3
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
10.1 tris-HCl1
20.1 sodium chloride1
試料濃度: 7 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
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: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 293 K

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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: OTHER / 倍率（公称値）: 105000 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）: 500 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3865 / 詳細: Counted super res mode

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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
1cryoSPARC4.0.2粒子像選択
4cryoSPARC4.0.2CTF補正
10cryoSPARC4.0.2初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.0.2最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.0.2分類
13cryoSPARC4.0.2３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C5 (5回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.63 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 437017 / 対称性のタイプ: POINT
精密化解像度: 2.63→100.32 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.581 / SU B: 7.812 / SU ML: 0.152 / ESU R: 0.47
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN USED IF PRESENT IN THE INPUT
Rfactor反射数%反射
Rwork0.38582 --
obs0.38582 102777 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 26.823 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 11871
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.010.01211995
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d00.01611670
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.481.6516194
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg0.511.5526824
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg5.28851370
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg9.0755105
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg15.914101586
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.0780.21800
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0080.0213530
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0020.022960
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it2.9232.1775485
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other2.9062.1775485
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it4.3843.916850
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other4.3843.9116851
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it4.6242.9796510
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other4.6242.9796511
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other7.695.129345
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined9.28521.5614035
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other9.28421.5614036
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 2.63→2.698 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork2.033 7634 -
obs--100 %

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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)

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  • 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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