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- EMDB-12478: Cryo-EM structure of the KdpFABC complex in an E1-ATP conformatio... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-12478
タイトルCryo-EM structure of the KdpFABC complex in an E1-ATP conformation loaded with K+
マップデータKdpFABC loaded with K in a E1-ATP state at 3.1 A resolution, sharpened at -92 A2. Data obtained in presence of 5 mM AMPPCP and 50 mM KCl. Contains KdpB D307N mutation.
試料
  • 複合体: KdpFABC
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER
キーワードP-type ATPase / superfamily of K+ transporters (SKT) / potassium uptake system / ATP analogue / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


plasma membrane => GO:0005886 / P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / hydrolase activity ...plasma membrane => GO:0005886 / P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / hydrolase activity / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site ...Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.1 Å
データ登録者Silberberg JM / Corey RA
資金援助 オランダ, ドイツ, 英国, 5件
OrganizationGrant number国
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)722.017.001 オランダ
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)740.018.016 オランダ
German Research Foundation (DFG)6322/3 ドイツ
German Research Foundation (DFG)CRC807 ドイツ
Wellcome Trust208361/Z/17/Z 英国
引用
ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Deciphering ion transport and ATPase coupling in the intersubunit tunnel of KdpFABC.
著者: Jakob M Silberberg / Robin A Corey / Lisa Hielkema / Charlott Stock / Phillip J Stansfeld / Cristina Paulino / Inga Hänelt /
要旨: KdpFABC, a high-affinity K pump, combines the ion channel KdpA and the P-type ATPase KdpB to secure survival at K limitation. Here, we apply a combination of cryo-EM, biochemical assays, and MD ...KdpFABC, a high-affinity K pump, combines the ion channel KdpA and the P-type ATPase KdpB to secure survival at K limitation. Here, we apply a combination of cryo-EM, biochemical assays, and MD simulations to illuminate the mechanisms underlying transport and the coupling to ATP hydrolysis. We show that ions are transported via an intersubunit tunnel through KdpA and KdpB. At the subunit interface, the tunnel is constricted by a phenylalanine, which, by polarized cation-π stacking, controls K entry into the canonical substrate binding site (CBS) of KdpB. Within the CBS, ATPase coupling is mediated by the charge distribution between an aspartate and a lysine. Interestingly, individual elements of the ion translocation mechanism of KdpFABC identified here are conserved among a wide variety of P-type ATPases from different families. This leads us to the hypothesis that KdpB might represent an early descendant of a common ancestor of cation pumps.
#1: ジャーナル: Biorxiv / 年: 2021
タイトル: Deciphering ion transport and ATPase coupling in the intersubunit tunnel of KdpFABC
著者: Silberberg JM / Corey RA / Hielkema L / Stock C / Stansfeld PJ / Paulino C / Hanelt I
履歴
登録2021年2月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年7月28日-
マップ公開2021年7月28日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.035
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.035
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7nnl
  • 表面レベル: 0.035
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_12478.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_12478.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈KdpFABC loaded with K in a E1-ATP state at 3.1 A resolution, sharpened at -92 A2. Data obtained in presence of 5 mM AMPPCP and 50 mM KCl. Contains KdpB D307N mutation.
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.01 Å/pix.
x 240 pix.
= 242.88 Å		1.01 Å/pix.
x 240 pix.
= 242.88 Å		1.01 Å/pix.
x 240 pix.
= 242.88 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.012 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.0325 / ムービー #1: 0.035
最小 - 最大-0.15485522 - 0.2671655
平均 (標準偏差)0.00047610703 (±0.0076365476)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 242.87999 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0121.0121.012
M x/y/z240240240
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z242.880242.880242.880
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ1331310
NX/NY/NZ223226424
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS240240240
D min/max/mean-0.1550.2670.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_12478_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

-
ハーフマップ: half map 1 used during refinement and for...

ファイルemd_12478_half_map_1.map
注釈half map 1 used during refinement and for FSC gold-standard resolution calculation KdpFABC E1-ATP
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

-
ハーフマップ: half map 2 used during refinement and for...

ファイルemd_12478_half_map_2.map
注釈half map 2 used during refinement and for FSC gold-standard resolution calculation KdpFABC E1-ATP
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

-
試料の構成要素

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全体 : KdpFABC

全体名称: KdpFABC
要素
  • 複合体: KdpFABC
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER

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超分子 #1: KdpFABC

超分子名称: KdpFABC / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 157 KDa

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分子 #1: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 59.218613 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAAQGFLLIA TFLLVLMVLA RPLGSGLARL INDIPLPGTT GVERVLFRAL GVSDREMNWK QYLCAILGLN MLGLAVLFFM LLGQHYLPL NPQQLPGLSW DLALNTAVSF VTNTNWQSYS GETTLSYFSQ MAGLTVQNFL SAASGIAVIF ALIRAFTRQS M STLGNAWV ...文字列:
MAAQGFLLIA TFLLVLMVLA RPLGSGLARL INDIPLPGTT GVERVLFRAL GVSDREMNWK QYLCAILGLN MLGLAVLFFM LLGQHYLPL NPQQLPGLSW DLALNTAVSF VTNTNWQSYS GETTLSYFSQ MAGLTVQNFL SAASGIAVIF ALIRAFTRQS M STLGNAWV DLLRITLWVL VPVALLIALF FIQQGALQNF LPYQAVNTVE GAQQLLPMGP VASQEAIKML GTNGGGFFNA NS SHPFENP TALTNFVQML AIFLIPTALC FAFGEVMGDR RQGRMLLWAM SVIFVICVGV VMWAEVQGNP HLLALGTDSS INM EGKESR FGVLVSSLFA VVTTAASCGA VIAMHDSFTA LGGMVPMWLM QIGEVVFGGV GSGLYGMMLF VLLAVFIAGL MIGR TPEYL GKKIDVREMK LTALAILVTP TLVLMGAALA MMTDAGRSAM LNPGPHGFSE VLYAVSSAAN NNGSAFAGLS ANSPF WNCL LAFCMFVGRF GVIIPVMAIA GSLVSKKSQA ASSGTLPTHG PLFVGLLIGT VLLVGALTFI PALALGPVAE YLS

UniProtKB: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit

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分子 #2: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 20.281035 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSGLRPALST FIFLLLITGG VYPLLTTVLG QWWFPWQANG SLIREGDTVR GSALIGQNFT GNGYFHGRPS ATAEMPYNPQ ASGGSNLAV SNPELDKLIA ARVAALRAAN PDASASVPVE LVTASASGLD NNITPQAAAW QIPRVAKARN LSVEQLTQLI A KYSQQPLV ...文字列:
MSGLRPALST FIFLLLITGG VYPLLTTVLG QWWFPWQANG SLIREGDTVR GSALIGQNFT GNGYFHGRPS ATAEMPYNPQ ASGGSNLAV SNPELDKLIA ARVAALRAAN PDASASVPVE LVTASASGLD NNITPQAAAW QIPRVAKARN LSVEQLTQLI A KYSQQPLV KYIGQPVVNI VELNLALDKL DE

UniProtKB: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit

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分子 #3: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 2.853463 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MSAGVITGVL LVFLLLGYLV YALINAE

UniProtKB: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit

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分子 #4: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit

分子名称: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / 詳細: S162-P / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: P-type K+ transporter
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 72.346859 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSRKQLALFE PTLVVQALKE AVKKLNPQAQ WRNPVMFIVW IGSLLTTCIS IAMASGAMPG NALFSAAISG WLWITVLFAN FAEALAEGR SKAQANSLKG VKKTAFARKL REPKYGAAAD KVPADQLRKG DIVLVEAGDI IPCDGEVIEG GASVDESAIT G E(SEP) ...文字列:
MSRKQLALFE PTLVVQALKE AVKKLNPQAQ WRNPVMFIVW IGSLLTTCIS IAMASGAMPG NALFSAAISG WLWITVLFAN FAEALAEGR SKAQANSLKG VKKTAFARKL REPKYGAAAD KVPADQLRKG DIVLVEAGDI IPCDGEVIEG GASVDESAIT G E(SEP)APVIRE SGGDFASVTG GTRILSDWLV IECSVNPGET FLDRMIAMVE GAQRRKTPNE IALTILLIAL TIVFLLAT A TLWPFSAWGG NAVSVTVLVA LLVCLIPTTI GGLLSAIGVA GMSRMLGANV IATSGRAVEA AGDVDVLLLN KTGTITLGN RQASEFIPAQ GVDEKTLADA AQLASLADET PEGRSIVILA KQRFNLRERD VQSLHATFVP FTAQSRMSGI NIDNRMIRKG SVDAIRRHV EANGGHFPTD VDQKVDQVAR QGATPLVVVE GSRVLGVIAL KDIVKGGIKE RFAQLRKMGI KTVMITGDNR L TAAAIAAE AGVDDFLAEA TPEAKLALIR QYQAEGRLVA MTGDGTNDAP ALAQADVAVA MNSGTQAAKE AGNMVDLDSN PT KLIEVVH IGKQMLMTRG SLTTFSIAND VAKYFAIIPA AFAATYPQLN ALNIMCLHSP DSAILSAVIF NALIIVFLIP LAL KGVSYK PLTASAMLRR NLWIYGLGGL LVPFIGIKVI DLLLTVCGLV

UniProtKB: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit

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分子 #5: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 10 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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分子 #6: CARDIOLIPIN

分子名称: CARDIOLIPIN / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: CDL
分子量理論値: 1.464043 KDa
Chemical component information

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

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分子 #7: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: ACP
分子量理論値: 505.208 Da
Chemical component information

ChemComp-ACP:
PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / β,γ-メチレンATP / AMP-PCP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度3.1 mg/mL
緩衝液pH: 8
詳細: 10 mM Tris-HCl pH 8, 10 mM MgCl2, 10 mM NaCl and 0.0125% DDM
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 詳細: at 5 mA
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
温度最低: 90.0 K / 最高: 105.0 K
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-60 / 撮影したグリッド数: 6 / 実像数: 5831 / 平均露光時間: 9.0 sec. / 平均電子線量: 52.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.5 µm / 倍率（補正後）: 49407 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 49407
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 331673
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6hra

最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.8) / 使用した粒子像数: 160776
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.8)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.8)
FSC曲線 (解像度の算出)

-
原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6hra


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-7nnl:
Cryo-EM structure of the KdpFABC complex in an E1-ATP conformation loaded with K+

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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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