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- PDB-9oa8: Cryo-EM structure of KCa3.1/calmodulin channel in complex with NS309 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9oa8
タイトルCryo-EM structure of KCa3.1/calmodulin channel in complex with NS309
要素
  • Calmodulin-1
  • Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Ion channel / Intermediate conductance calcium-activated potassium channel / Calmodulin binding protein
機能・相同性
機能・相同性情報


intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / stabilization of membrane potential / Ca2+ activated K+ channels / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / transporter inhibitor activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane / : ...intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / stabilization of membrane potential / Ca2+ activated K+ channels / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / transporter inhibitor activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane / : / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / positive regulation of T cell receptor signaling pathway / type 3 metabotropic glutamate receptor binding / establishment of protein localization to membrane / cell volume homeostasis / phospholipid translocation / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / response to corticosterone / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / regulation of synaptic vesicle exocytosis / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cardiac muscle cell action potential / presynaptic endocytosis / calcineurin-mediated signaling / nitric-oxide synthase binding / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / adenylate cyclase binding / protein phosphatase activator activity / regulation of synaptic vesicle endocytosis / immune system process / potassium channel activity / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / postsynaptic cytosol / cell surface receptor signaling pathway via JAK-STAT / catalytic complex / phosphatidylinositol 3-kinase binding / calcium channel inhibitor activity / presynaptic cytosol / cellular response to interferon-beta / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / titin binding / regulation of calcium-mediated signaling / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / voltage-gated potassium channel complex / potassium ion transmembrane transport / calcium channel complex / regulation of heart rate / establishment of localization in cell / calyx of Held / nitric-oxide synthase regulator activity / adenylate cyclase activator activity / positive regulation of protein secretion / response to amphetamine / regulation of cytokinesis / sarcomere / protein serine/threonine kinase activator activity / spindle microtubule / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / calcium channel regulator activity / potassium ion transport / defense response / response to calcium ion / cellular response to type II interferon / G2/M transition of mitotic cell cycle / Schaffer collateral - CA1 synapse / ruffle membrane / spindle pole / calcium-dependent protein binding / calcium ion transport / myelin sheath / synaptic vesicle membrane / growth cone / sperm midpiece / protein phosphatase binding / vesicle / protein homotetramerization / transmembrane transporter binding / calmodulin binding / neuron projection / protein domain specific binding / neuronal cell body / calcium ion binding / centrosome / protein kinase binding / chromatin / protein homodimerization activity / protein-containing complex / mitochondrion / nucleoplasm / membrane / nucleus / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / EF-hand domain pair ...Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / 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 / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-1KP / : / Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4 / Calmodulin-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Rattus norvegicus (ドブネズミ)
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: 3.59 Å
データ登録者Nam, Y.W. / Zhang, M.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
American Heart Association23AIREA1039423 米国
American Heart Association24CDA1260237 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)4R33 NS101182-03 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R15 NS130420-01A1 米国
引用
ジャーナル: Nat Commun / 年: 2026
タイトル: Structural basis for the subtype-selectivity of K2.2 channel activators.
著者: Young-Woo Nam / Alena Ramanishka / Yang Xu / Rose Marie Haynes Yasuda / Joshua A Nasburg / Dohyun Im / Meng Cui / K George Chandy / Heike Wulff / Miao Zhang /
要旨: Small-conductance (K2.2) and intermediate-conductance (K3.1) Ca-activated K channels are gated by a Ca-calmodulin dependent mechanism. NS309 potentiates the activity of both K2.2 and K3.1, while ...Small-conductance (K2.2) and intermediate-conductance (K3.1) Ca-activated K channels are gated by a Ca-calmodulin dependent mechanism. NS309 potentiates the activity of both K2.2 and K3.1, while rimtuzalcap selectively activates K2.2. Rimtuzalcap has been used in clinical trials for the treatment of spinocerebellar ataxia and essential tremor. We report cryo-electron microscopy structures of NS309-bound K2.2 and K3.1, in addition to structures of rimtuzalcap-bound K2.2 and mutant K3.1_R355K. The different conformations of calmodulin and the cytoplasmic HC helices in the two channels underlie the subtype-selectivity of rimtuzalcap for K2.2. NS309 binds to pre-existing pockets in both channels, while the bulkier rimtuzalcap binds in an induced-fit pocket in K2.2 requiring conformational changes. In K2.2, calmodulin's N-lobes are sufficiently far apart to enable conformational changes to accommodate either NS309 or rimtuzalcap. In K3.1, calmodulin's N-lobes are closer to each other and constrained by K3.1's HC helices, which allows binding of NS309 but not rimtuzalcap. Replacement of arginine-355 in K3.1's HB helix with lysine (K3.1_R355K) allows the binding of rimtuzalcap and renders the mutant channel sensitive to rimtuzalcap. These structures provide a framework for structure-based drug design targeting K2.2 channels.
#1: ジャーナル: Res Sq / 年: 2025
タイトル: Structural basis for the subtype-selectivity of K2.2 channel activators.
著者: Miao Zhang / Young-Woo Nam / Alena Ramanishka / Yang Xu / Rose Marie Yasuda / Dohyun Im / Meng Cui / George Chandy / Heike Wulff /
要旨: Small-conductance (K2.2) and intermediate-conductance (K3.1) Ca-activated K channels are gated by a Ca-calmodulin dependent mechanism. NS309 potentiates the activity of both K2.2 and K3.1, while ...Small-conductance (K2.2) and intermediate-conductance (K3.1) Ca-activated K channels are gated by a Ca-calmodulin dependent mechanism. NS309 potentiates the activity of both K2.2 and K3.1, while rimtuzalcap selectively activates K2.2. Rimtuzalcap has been used in clinical trials for the treatment of spinocerebellar ataxia and essential tremor. We report cryo-electron microscopy structures of K2.2 channels bound with NS309 and rimtuzalcap, in addition to K3.1 channels with NS309. The different conformations of calmodulin and the cytoplasmic HC helices in the two channels underlie the subtype-selectivity of rimtuzalcap for K2.2. Calmodulin's N-lobes in the K2.2 structure are far apart and undergo conformational changes to accommodate either NS309 or rimtuzalcap. Calmodulin's Nlobes in the K3.1 structure are closer to each other and are constrained by the HC helices of K3.1, which allows binding of NS309 but not of the bulkier rimtuzalcap. These structures provide a framework for structure-based drug design targeting K2.2 channels.
履歴
登録2025年4月19日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年6月18日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月18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18日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年6月18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18日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年6月18日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年6月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin / Item: _citation.title / _em_admin.last_update
改定 1.22025年9月17日Group: Data collection / Structure summary / カテゴリ: em_admin / em_entity_assembly / Item: _em_admin.last_update / _em_entity_assembly.name
改定 1.12025年9月17日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Experimental summary / Source and taxonomy / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_entity_assembly / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_entity_assembly.name
改定 2.02025年10月1日Group: Advisory / Atomic model ...Advisory / Atomic model / Data collection / Derived calculations / Refinement description
カテゴリ: atom_site / em_admin ...atom_site / em_admin / em_software / pdbx_struct_conn_angle / pdbx_validate_close_contact / pdbx_validate_torsion / refine_ls_restr / struct_conf / struct_conn
Item: _atom_site.B_iso_or_equiv / _atom_site.Cartn_x ..._atom_site.B_iso_or_equiv / _atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y / _atom_site.Cartn_z / _em_admin.last_update / _refine_ls_restr.dev_ideal
解説: Ligand geometry / Provider: author / タイプ: Coordinate replacement
改定 2.12026年1月21日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.22026年1月21日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Data content type: EM metadata / Item: _em_admin.last_update
改定 2.22026年2月11日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.32026年2月11日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Group: Experimental summary / Data content type: EM metadata / カテゴリ: em_admin / Data content type: EM metadata / Item: _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: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
B: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
C: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
D: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
E: Calmodulin-1
F: Calmodulin-1
G: Calmodulin-1
H: Calmodulin-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)237,84123
ポリマ－236,4798
非ポリマー1,36215
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

#1: タンパク質
Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4 / SKCa 4 / SKCa4 / hSK4 / Gardos channel / IKCa1 / hIK1 / KCa3.1 / Putative Gardos channel / hKCa4


分子量: 42598.633 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNN4, IK1, IKCA1, KCA4, SK4 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O15554
#2: タンパク質
Calmodulin-1


分子量: 16521.094 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 遺伝子: Calm1, Calm, Cam, Cam1, CaMI / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P0DP29
#3: 化合物 ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物
ChemComp-1KP / (3E)-6,7-dichloro-3-(hydroxyimino)-1,3-dihydro-2H-indol-2-one


分子量: 231.036 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H4Cl2N2O2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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: Human KCa3.1/calmodulin channel in complex with NS309
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.23166 MDa / 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: HEK293s / 細胞: HEK293 / プラスミド: pGEBacMam
緩衝液pH: 8
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: 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）: 2200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1300 nm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 50 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名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC粒子像選択
7Coot0.9.8.95 ELモデルフィッティング
9PHENIX1.21.1_5286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: 3.59 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 119846 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.59 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00215520
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.40321029
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d3.2862160
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0352460
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0022641

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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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