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万見
- EMDB-21019: Cryo-EM Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Ch... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-21019
タイトルCryo-EM Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1: Octamer
マップデータStructure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1
試料
  • 複合体: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium channel KAT1
  • リガンド: (2S)-1-(nonanoyloxy)-3-(phosphonooxy)propan-2-yl tetradecanoate
  • リガンド: (3beta,5beta,14beta,17alpha)-cholestan-3-ol
キーワードmembrane protein / voltage-gated ion channel / potassium channel / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


inward rectifier potassium channel activity / monoatomic ion channel complex / identical protein binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium channel KAT/AKT / KHA domain / KHA, dimerisation domain of potassium ion channel / KHA domain profile. / Potassium channel, voltage-dependent, EAG/ELK/ERG / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily ...Potassium channel KAT/AKT / KHA domain / KHA, dimerisation domain of potassium ion channel / KHA domain profile. / Potassium channel, voltage-dependent, EAG/ELK/ERG / 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
Potassium channel KAT1
類似検索 - 構成要素
生物種Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å
データ登録者Clark MD / Contreras GF
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM088406 米国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)F30MH116647 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Electromechanical coupling in the hyperpolarization-activated K channel KAT1.
著者: Michael David Clark / Gustavo F Contreras / Rong Shen / Eduardo Perozo /
要旨: Voltage-gated potassium (K) channels coordinate electrical signalling and control cell volume by gating in response to membrane depolarization or hyperpolarization. However, although voltage-sensing ...Voltage-gated potassium (K) channels coordinate electrical signalling and control cell volume by gating in response to membrane depolarization or hyperpolarization. However, although voltage-sensing domains transduce transmembrane electric field changes by a common mechanism involving the outward or inward translocation of gating charges, the general determinants of channel gating polarity remain poorly understood. Here we suggest a molecular mechanism for electromechanical coupling and gating polarity in non-domain-swapped K channels on the basis of the cryo-electron microscopy structure of KAT1, the hyperpolarization-activated K channel from Arabidopsis thaliana. KAT1 displays a depolarized voltage sensor, which interacts with a closed pore domain directly via two interfaces and indirectly via an intercalated phospholipid. Functional evaluation of KAT1 structure-guided mutants at the sensor-pore interfaces suggests a mechanism in which direct interaction between the sensor and the C-linker hairpin in the adjacent pore subunit is the primary determinant of gating polarity. We suggest that an inward motion of the S4 sensor helix of approximately 5-7 Å can underlie a direct-coupling mechanism, driving a conformational reorientation of the C-linker and ultimately opening the activation gate formed by the S6 intracellular bundle. This direct-coupling mechanism contrasts with allosteric mechanisms proposed for hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels, and may represent an unexpected link between depolarization- and hyperpolarization-activated channels.
履歴
登録2019年11月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年12月18日-
マップ公開2020年6月3日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6日処理サイト: RCSB / 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: 0.0366
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.0366
  • 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-6v1y
  • 表面レベル: 0.0366
  • 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_21019.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_21019.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 149.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1
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.)
1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 361.76 Å		1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 361.76 Å		1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 361.76 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: 1.064 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: 0.0366 / ムービー #1: 0.0366
最小 - 最大-0.08383638 - 0.17692013
平均 (標準偏差)0.00087307056 (±0.005323131)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ340340340
Spacing340340340
セルA=B=C: 361.76 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0641.0641.064
M x/y/z340340340
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z361.760361.760361.760
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS340340340
D min/max/mean-0.0840.1770.001

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1

全体名称: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1
要素
  • 複合体: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium channel KAT1
  • リガンド: (2S)-1-(nonanoyloxy)-3-(phosphonooxy)propan-2-yl tetradecanoate
  • リガンド: (3beta,5beta,14beta,17alpha)-cholestan-3-ol

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超分子 #1: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1

超分子名称: Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)

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分子 #1: Potassium channel KAT1

分子名称: Potassium channel KAT1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
分子量理論値: 59.639594 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MSISWTRNFF ERFCVEEYNI DTIKQSSFLS ADLLPSLGAR INQSTKLRKH IISPFNPRYR AWEMWLVLLV IYSAWICPFQ FAFITYKKD AIFIIDNIVN GFFAIDIILT FFVAYLDSHS YLLVDSPKKI AIRYLSTWFA FDVCSTAPFQ PLSLLFNYNG S ELGFRILS ...文字列:
MSISWTRNFF ERFCVEEYNI DTIKQSSFLS ADLLPSLGAR INQSTKLRKH IISPFNPRYR AWEMWLVLLV IYSAWICPFQ FAFITYKKD AIFIIDNIVN GFFAIDIILT FFVAYLDSHS YLLVDSPKKI AIRYLSTWFA FDVCSTAPFQ PLSLLFNYNG S ELGFRILS MLRLWRLRRV SSLFARLEKD IRFNYFWIRC TKLISVTLFA IHCAGCFNYL IADRYPNPRK TWIGAVYPNF KE ASLWNRY VTALYWSITT LTTTGYGDFH AENPREMLFD IFFMMFNLGL TAYLIGNMTN LVVHWTSRTR TFRDSVRAAS EFA SRNQLP HDIQDQMLSH ICLKFKTEGL KQQETLNNLP KAIRSSIANY LFFPIVHNIY LFQGVSRNFL FQLVSDIDAE YFPP KEDII LQNEAPTDLY ILVSGAVDFT VYVDGHDQFQ GKAVIGETFG EVGVLYYRPQ PFTVRTTELS QILRISRTSL MSAMH AHAD DGRVIMNNLF MKLRGQQSSR GSLEVLFQ

UniProtKB: Potassium channel KAT1

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分子 #2: (2S)-1-(nonanoyloxy)-3-(phosphonooxy)propan-2-yl tetradecanoate

分子名称: (2S)-1-(nonanoyloxy)-3-(phosphonooxy)propan-2-yl tetradecanoate
タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 8 / 式: QNP
分子量理論値: 522.652 Da
Chemical component information

ChemComp-QNP:
(2S)-1-(nonanoyloxy)-3-(phosphonooxy)propan-2-yl tetradecanoate

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分子 #3: (3beta,5beta,14beta,17alpha)-cholestan-3-ol

分子名称: (3beta,5beta,14beta,17alpha)-cholestan-3-ol / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 8 / 式: QNJ
分子量理論値: 388.669 Da
Chemical component information

ChemComp-QNJ:
(3beta,5beta,14beta,17alpha)-cholestan-3-ol / コプロスタノ-ル

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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5 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度名称式
50.0 mMHEPES
200.0 mMpotassium chlorideKCl
2.0 mMcalcium chlorideCaCl2
0.05 %(w/v)digitonin
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 295 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系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: SUPER-RESOLUTION / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-40 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1502 / 平均露光時間: 12.0 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 130000
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: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Initial model generated within Relion
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2) / 使用した粒子像数: 91689
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-6v1y:
Cryo-EM Structure of the Hyperpolarization-Activated Potassium Channel KAT1: Octamer

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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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