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- PDB-9vec: structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9vec
タイトルstructure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
要素
  • Calmodulin-1
  • Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
  • Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
キーワードMEMBRANE PROTEIN / potassium channel complex
機能・相同性
機能・相同性情報


vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior ...vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior / stomach development / regulation of gastric acid secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / iodide transport / Phase 3 - rapid repolarisation / regulation of potassium ion transport / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization during action potential / telethonin binding / Phase 2 - plateau phase / regulation of atrial cardiac muscle cell membrane repolarization / intracellular chloride ion homeostasis / membrane repolarization during ventricular cardiac muscle cell action potential / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / potassium ion export across plasma membrane / renal sodium ion absorption / voltage-gated potassium channel activity involved in ventricular cardiac muscle cell action potential repolarization / atrial cardiac muscle cell action potential / auditory receptor cell development / regulation of membrane repolarization / protein phosphatase 1 binding / membrane repolarization / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / delayed rectifier potassium channel activity / ventricular cardiac muscle cell action potential / potassium ion homeostasis / Voltage gated Potassium channels / regulation of ventricular cardiac muscle cell membrane repolarization / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / non-motile cilium assembly / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / outward rectifier potassium channel activity / cardiac muscle cell contraction / regulation of potassium ion transmembrane transport / epithelial cell maturation / CaM pathway / intestinal absorption / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / inner ear morphogenesis / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / adrenergic receptor signaling pathway / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / renal absorption / presynaptic endocytosis / ciliary base / protein kinase A catalytic subunit binding / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of heart contraction / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / protein kinase A regulatory subunit binding / Phase 0 - rapid depolarisation / potassium ion import across plasma membrane / calcineurin-mediated signaling / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / inner ear development / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / regulation of heart rate by cardiac conduction / RHO GTPases activate PAKs / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / action potential / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Long-term potentiation / protein phosphatase activator activity / cochlea development / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / social behavior / monoatomic ion channel complex / Smooth Muscle Contraction / voltage-gated potassium channel activity
類似検索 - 分子機能
Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair ...Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / 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 / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 2.7 Å
データ登録者Cui, C. / Kermani, A. / Cui, J. / Sun, J.
資金援助 米国, スウェーデン, 6件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R00HL143037 米国
United States - Israel Binational Science Foundation (BSF)2019159 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL155398 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL166628 米国
Swedish Research Council2022-04305 スウェーデン
Swedish Research Council2022-06725 スウェーデン
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Mechanisms of KCNQ1 gating modulation by KCNE1/3 for cell-specific function.
著者: Chenxi Cui / Lu Zhao / Ali A Kermani / Shuzong Du / Tanadet Pipatpolkai / Meiqin Jiang / Sagar Chittori / Yong Zi Tan / Jingyi Shi / Lucie Delemotte / Jianmin Cui / Ji Sun /
要旨: KCNQ1 potassium channels are essential for physiological processes such as cardiac rhythm and intestinal chloride secretion. KCNE family subunits (KCNE1-5) associate with KCNQ1, conferring distinct ...KCNQ1 potassium channels are essential for physiological processes such as cardiac rhythm and intestinal chloride secretion. KCNE family subunits (KCNE1-5) associate with KCNQ1, conferring distinct properties across various tissues. KCNQ1 activation requires membrane depolarization and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) whose cellular levels are controlled by Gαq-coupled GPCR activation. While modulation of KCNQ1's voltage-dependent activation by KCNE1/3 is well-characterized, their effects on PIP2-dependent gating of KCNQ1 via GPCR signaling remain less understood. Here we resolved structures of KCNQ1-KCNE1 and reassessed the reported KCNQ1-KCNE3 structures with and without PIP2. We revealed that KCNQ1-KCNE1/3 complexes feature two PIP2-binding sites, with KCNE1/3 contributing to a previously overlooked, uncharacterized site involving residues critical for coupling voltage sensor and pore domains. Via this site, KCNE1 and KCNE3 distinctly modulate the PIP2-dependent gating, in addition to the voltage sensitivity, of KCNQ1. Consequently, KCNE3 converts KCNQ1 into a voltage-insensitive PIP2-gated channel governed by GPCR signaling to maintain ion homeostasis in non-excitable cells. KCNE1, by significantly enhancing KCNQ1's PIP2 affinity and resistance to GPCR regulation, forms predominantly voltage-gated channels with KCNQ1 for conducting the slow-delayed rectifier current in excitable cardiac cells. Our study highlights how KCNE1/3 modulates KCNQ1 gating in different cellular contexts, providing insights into tissue-specifically targeting multi-functional channels.
履歴
登録2025年6月9日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02025年8月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年11月19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
K: Calmodulin-1
I: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
J: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
B: Calmodulin-1
E: Calmodulin-1
H: Calmodulin-1
C: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
F: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
L: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
A: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
D: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
G: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)374,69520
ポリマ－374,37412
非ポリマー3218
水00
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: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質
Calmodulin-1


分子量: 16852.545 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: CALM1, CALM, CAM, CAM1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P0DP23
#2: タンパク質
Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Delayed rectifier potassium channel subunit IsK / IKs producing slow voltage-gated potassium ...Delayed rectifier potassium channel subunit IsK / IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit beta Mink / Minimal potassium channel / MinK


分子量: 14664.686 Da / 分子数: 4 / Mutation: K41C / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: K41C mutation / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNE1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P15382
#3: タンパク質
Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 / IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit alpha KvLQT1 / KQT-like 1 / Voltage- ...IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit alpha KvLQT1 / KQT-like 1 / Voltage-gated potassium channel subunit Kv7.1


分子量: 62076.270 Da / 分子数: 4 / Mutation: I145C / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: 76-620, mutation with I145C / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNQ1, KCNA8, KCNA9, KVLQT1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P51787
#4: 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: structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex without PIP2
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 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: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.4
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: OTHER
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）: 500 nm
撮影電子線照射量: 51.18 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOCONTINUUM (6k 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
9PHENIX1.21.2-5419-000モデル精密化
13cryoSPARC３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C4 (4回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 148708 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0116176
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.6421932
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d13.9182244
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0772532
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0042780

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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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