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- PDB-9zpw: CNGA1 channel intermediate state in nanodisc cGMP-bound -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9zpw
タイトルCNGA1 channel intermediate state in nanodisc cGMP-bound
要素Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Cyclic nucleotide-gated channel / Rod photoreceptor / CNGA1 / Ion channel
機能・相同性
機能・相同性情報


intracellular cyclic nucleotide activated cation channel complex / intracellularly cGMP-activated cation channel activity / intracellularly cAMP-activated cation channel activity / rod photoreceptor outer segment / photoreceptor outer segment membrane / sodium ion transport / sodium channel activity / monoatomic cation transmembrane transport / cGMP binding / cAMP binding ...intracellular cyclic nucleotide activated cation channel complex / intracellularly cGMP-activated cation channel activity / intracellularly cAMP-activated cation channel activity / rod photoreceptor outer segment / photoreceptor outer segment membrane / sodium ion transport / sodium channel activity / monoatomic cation transmembrane transport / cGMP binding / cAMP binding / visual perception / calcium channel activity / Activation of the phototransduction cascade / calcium ion transport / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / protein-containing complex binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cyclic nucleotide-gated channel, C-terminal leucine zipper domain / C-terminal leucine zipper domain of cyclic nucleotide-gated channels / : / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain ...Cyclic nucleotide-gated channel, C-terminal leucine zipper domain / C-terminal leucine zipper domain of cyclic nucleotide-gated channels / : / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily / RmlC-like jelly roll fold / Ion transport domain / Ion transport protein
類似検索 - ドメイン・相同性
CHOLESTEROL / : / CYCLIC GUANOSINE MONOPHOSPHATE / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / Cyclic nucleotide-gated channel alpha-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: 2.47 Å
データ登録者Park, T. / Nimigean, C.M.
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)GM124451 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: PIP2 Binding at Allosteric Site Blocks Activation in Human Rod CNG Channels.
著者: Taehyun Park / Crina M Nimigean /
要旨: Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) is a ubiquitous signaling lipid that regulates multiple ion channels. In human cyclic nucleotide-gated (CNG) channels, including the rod photoreceptor ...Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) is a ubiquitous signaling lipid that regulates multiple ion channels. In human cyclic nucleotide-gated (CNG) channels, including the rod photoreceptor channel, PIP2 has been reported to exert inhibitory effects, but the underlying mechanism has remained unclear. Because this inhibition lowers the apparent cGMP sensitivity of rod CNG channels, it can play a key role in controlling the light sensitivity and dynamic range of rod photoreceptors. Here we report how PIP2 modulates the function of human CNGA1 channels, the major subunit of human rod photoreceptor CNG channels. Ensemble ion flux assays with liposome-reconstituted purified CNGA1 channels demonstrated robust inhibition by PIP2 via a reduction in apparent cGMP sensitivity, and single-channel recordings revealed PIP2 reduces the channel's open probability without altering unitary conductance. To uncover the structural basis, we determined cryo-EM structures of CNGA1 in lipid nanodiscs under multiple ligand conditions. In PIP2-free conditions, closed, intermediate, and open conformations were observed, whereas in the presence of PIP2, the open state was absent. Density consistent with bound PIP2 was detected at inter-protomer grooves between the voltage-sensing and pore domains indicating that PIP2 binding stabilizes non-conductive conformations by sterically preventing C-linker elevation and outward movement of helix S6, conformational changes needed for pore dilation. Collectively, our results establish a structural mechanism for PIP2-mediated inhibition of rod CNG channels, define a mechanistic framework for phosphoinositide control of ligand-gated channels across the CNG superfamily, and provide an inhibitory allosteric binding site for future drug targeting in this channel family.
履歴
登録2025年12月17日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02026年1月14日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年1月14日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年1月14日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年1月14日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年1月14日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年1月14日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / 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: Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
B: Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
C: Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
D: Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)283,27846
ポリマ－258,0774
非ポリマー25,20142
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
Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1 / CNG channel alpha-1 / CNG-1 / CNG1 / Cyclic nucleotide-gated channel / photoreceptor / Rod ...CNG channel alpha-1 / CNG-1 / CNG1 / Cyclic nucleotide-gated channel / photoreceptor / Rod photoreceptor cGMP-gated cation channel subunit alpha / cGMP-gated cation channel alpha-1


分子量: 64519.238 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: CNGA1, CNCG, CNCG1 / 細胞株 (発現宿主): HEK293F / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P29973
#2: 化合物
ChemComp-PCG / CYCLIC GUANOSINE MONOPHOSPHATE


分子量: 345.205 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H12N5O7P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 化合物
ChemComp-CLR / CHOLESTEROL


分子量: 386.654 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物...
ChemComp-PCW / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / (Z,Z)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-10-OXO-7-[(1-OXO-9-OCTADECENYL)OXY]-3,5,9-TRIOXA-4-PHOSPHAHEPTACOS-18-EN-1-AMINIUM-4-OXIDE


分子量: 787.121 Da / 分子数: 28 / 由来タイプ: 合成 / 式: C44H85NO8P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: DOPC, リン脂質*YM
#5: 化合物
ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / 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: homotetramer complex of Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.3165 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)
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
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 295 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: 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）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 48.45 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (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
1crYOLO粒子像選択
2PHENIX1.21_5207モデル精密化
13RELION３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: 2.47 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 97834 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 2.47 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_d0.00216337
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.50621965
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d14.0993176
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0372372
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0022627

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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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