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- PDB-9cm3: Cryo-EM structure of Gq-coupled FFA2 in complex with TUG-1375 and... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9cm3
タイトルCryo-EM structure of Gq-coupled FFA2 in complex with TUG-1375 and compound 187
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Free fatty acid receptor 2
  • scFv16
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / agonist
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of acute inflammatory response to non-antigenic stimulus / regulation of peptide hormone secretion / regulation of acute inflammatory response / mucosal immune response / leukocyte chemotaxis involved in inflammatory response / Free fatty acid receptors / cell surface pattern recognition receptor signaling pathway / positive regulation of cytokine production involved in immune response / lipid storage / cellular response to fatty acid ...positive regulation of acute inflammatory response to non-antigenic stimulus / regulation of peptide hormone secretion / regulation of acute inflammatory response / mucosal immune response / leukocyte chemotaxis involved in inflammatory response / Free fatty acid receptors / cell surface pattern recognition receptor signaling pathway / positive regulation of cytokine production involved in immune response / lipid storage / cellular response to fatty acid / ligand-gated ion channel signaling pathway / fat cell differentiation / positive regulation of chemokine production / cell projection / positive regulation of interleukin-8 production / negative regulation of insulin secretion / G protein-coupled receptor activity / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / positive regulation of insulin secretion / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G-protein activation / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / photoreceptor disc membrane / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / cellular response to prostaglandin E stimulus / glucose homeostasis / heterotrimeric G-protein complex / G-protein beta-subunit binding / G alpha (12/13) signalling events / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / extracellular vesicle / sensory perception of taste / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / signaling receptor complex adaptor activity / retina development in camera-type eye / GTPase binding / fibroblast proliferation / Ca2+ pathway / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / Ras protein signal transduction / cell population proliferation / Extra-nuclear estrogen signaling / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / GTPase activity / synapse / lipid binding / protein-containing complex binding / signal transduction / extracellular exosome / membrane / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
G protein-coupled receptor 40-related receptor / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit ...G protein-coupled receptor 40-related receptor / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 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. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-9UJ / : / CHOLESTEROL / PALMITIC ACID / Free fatty acid receptor 2 / 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: 3.06 Å
データ登録者Zhang, X. / Tikhonova, I. / Milligan, G. / Zhang, C.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM128641 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Allosteric modulation and biased signalling at free fatty acid receptor 2.
著者: Xuan Zhang / Abdul-Akim Guseinov / Laura Jenkins / Alice Valentini / Sara Marsango / Katrine Schultz-Knudsen / Trond Ulven / Elisabeth Rexen Ulven / Irina G Tikhonova / Graeme Milligan / Cheng Zhang /
要旨: Free fatty acid receptor 2 (FFA2) is a G protein-coupled receptor (GPCR) that is a primary sensor for short-chain fatty acids produced by gut microbiota. Consequently, FFA2 is a promising drug ...Free fatty acid receptor 2 (FFA2) is a G protein-coupled receptor (GPCR) that is a primary sensor for short-chain fatty acids produced by gut microbiota. Consequently, FFA2 is a promising drug target for immunometabolic disorders. Here we report cryogenic electronic microscopy structures of FFA2 in complex with two G proteins and three distinct classes of positive allosteric modulators (PAMs), and describe noncanonical activation mechanisms that involve conserved structural features of class A GPCRs. Two PAMs disrupt the E/DRY activation microswitch and stabilize the conformation of intracellular loop 2 by binding to lipid-facing pockets near the cytoplasmic side of the receptor. By contrast, the third PAM promotes the separation of transmembrane helices 6 and 7 by interacting with transmembrane helix 6 at the receptor-lipid interface. Molecular dynamic simulations and mutagenesis experiments confirm these noncanonical activation mechanisms. Furthermore, we demonstrate the molecular basis for the G versus G bias, which is due to distinct conformations of intracellular loop 2 stabilized by different PAMs. These findings provide a framework for the design of tailored GPCR modulators, with implications that extend beyond FFA2 to the broader field of GPCR drug discovery.
履歴
登録2024年7月12日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年6月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月25日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月25日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月25日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月25日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月25日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年7月2日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name / _em_admin.last_update
改定 1.22025年7月9日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: citation_author / em_admin / em_image_recording
Item: _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update / _em_image_recording.film_or_detector_model
改定 1.12025年7月9日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
Group: Data collection / Database references / Experimental summary
Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
カテゴリ: citation_author / em_admin / em_image_recording
Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update / _em_image_recording.film_or_detector_model
改定 1.32025年8月13日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update

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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: Guanine nucleotide-binding protein G(q) subunit alpha
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
N: scFv16
R: Free fatty acid receptor 2
G: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)167,9559
ポリマ－166,4495
非ポリマー1,5054
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
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 ABG

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


分子量: 28084.832 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: GNAQ
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1


分子量: 40845.559 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P62873
#5: 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P59768

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抗体 / タンパク質 , 2種, 2分子 NR

#3: 抗体 scFv16


分子量: 28634.797 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)
#4: タンパク質 Free fatty acid receptor 2 / G-protein coupled receptor 43


分子量: 61023.004 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: FFAR2, FFA2, GPCR43, GPR43
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: O15552

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非ポリマー , 4種, 4分子

#6: 化合物 ChemComp-9UJ / (2R,4R)-2-(2-chlorophenyl)-3-[4-(3,5-dimethyl-1,2-oxazol-4-yl)phenyl]carbonyl-1,3-thiazolidine-4-carboxylic acid / TUG-1375


分子量: 442.915 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C22H19ClN2O4S / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-A1AZC / 4-[(2R,6S)-2,6-dimethylmorpholin-4-yl]-7-(2-fluorobenzene-1-sulfonyl)-2-methyl-5H-pyrrolo[3,2-d]pyrimidin-6-amine


分子量: 419.473 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C19H22FN5O3S / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 化合物 ChemComp-CLR / CHOLESTEROL


分子量: 386.654 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物 ChemComp-PLM / PALMITIC ACID


分子量: 256.424 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C16H32O2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
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: TUG-1375-compound 187-FFA2-miniGq complex / タイプ: COMPLEX / 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: 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: TFS 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: 55 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1cryoSPARC粒子像選択
8PHENIXモデル精密化
13cryoSPARC３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 348210 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0029041
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.43812286
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d5.6911239
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0391389
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031558

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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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