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万見
- EMDB-24404: Covalent inhibition of hAChE by organophosphates causes homodimer... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-24404
タイトルCovalent inhibition of hAChE by organophosphates causes homodimer dissociation through long-range allosteric effects
マップデータLow-resolution cryo-EM map of dimeric human acetylcholinesterase at 9 Angstrom.
試料
  • 複合体: Acetylcholinesterase
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of synaptic transmission, cholinergic / serine hydrolase activity / Neurotransmitter clearance / acetylcholine catabolic process in synaptic cleft / cholinesterase activity / acetylcholine catabolic process / acetylcholinesterase / amyloid precursor protein metabolic process / acetylcholine binding / acetylcholine receptor signaling pathway ...negative regulation of synaptic transmission, cholinergic / serine hydrolase activity / Neurotransmitter clearance / acetylcholine catabolic process in synaptic cleft / cholinesterase activity / acetylcholine catabolic process / acetylcholinesterase / amyloid precursor protein metabolic process / acetylcholine binding / acetylcholine receptor signaling pathway / osteoblast development / acetylcholinesterase activity / Synthesis of PC / basement membrane / regulation of receptor recycling / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / synaptic cleft / synapse assembly / side of membrane / laminin binding / collagen binding / positive regulation of protein secretion / neuromuscular junction / receptor internalization / nervous system development / amyloid-beta binding / positive regulation of cold-induced thermogenesis / retina development in camera-type eye / hydrolase activity / cell adhesion / synapse / perinuclear region of cytoplasm / cell surface / Golgi apparatus / protein homodimerization activity / extracellular space / extracellular region / nucleus / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Acetylcholinesterase, tetramerisation domain / Acetylcholinesterase tetramerisation domain / : / Cholinesterase / Carboxylesterase type B, conserved site / Carboxylesterases type-B signature 2. / Carboxylesterase type B, active site / Carboxylesterases type-B serine active site. / Carboxylesterase, type B / Carboxylesterase family / Alpha/Beta hydrolase fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Acetylcholinesterase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 9.0 Å
データ登録者Blumenthal DK / Cheng X / Fager M / Ho KY / Rohrer J / Gerlits O / Juneja P / Kovalevsky A / Radic Z
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R21 NS098998 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2021
タイトル: Covalent inhibition of hAChE by organophosphates causes homodimer dissociation through long-range allosteric effects.
著者: Donald K Blumenthal / Xiaolin Cheng / Mikolai Fajer / Kwok-Yiu Ho / Jacqueline Rohrer / Oksana Gerlits / Palmer Taylor / Puneet Juneja / Andrey Kovalevsky / Zoran Radić /
要旨: Acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7), a key acetylcholine-hydrolyzing enzyme in cholinergic neurotransmission, is present in a variety of states in situ, including monomers, C-terminally disulfide- ...Acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7), a key acetylcholine-hydrolyzing enzyme in cholinergic neurotransmission, is present in a variety of states in situ, including monomers, C-terminally disulfide-linked homodimers, homotetramers, and up to three tetramers covalently attached to structural subunits. Could oligomerization that ensures high local concentrations of catalytic sites necessary for efficient neurotransmission be affected by environmental factors? Using small-angle X-ray scattering (SAXS) and cryo-EM, we demonstrate that homodimerization of recombinant monomeric human acetylcholinesterase (hAChE) in solution occurs through a C-terminal four-helix bundle at micromolar concentrations. We show that diethylphosphorylation of the active serine in the catalytic gorge or isopropylmethylphosphonylation by the R enantiomer of sarin promotes a 10-fold increase in homodimer dissociation. We also demonstrate the dissociation of organophosphate (OP)-conjugated dimers is reversed by structurally diverse oximes 2PAM, HI6, or RS194B, as demonstrated by SAXS of diethylphosphoryl-hAChE. However, binding of oximes to the native ligand-free hAChE, binding of high-affinity reversible ligands, or formation of an S-sarin-hAChE conjugate had no effect on homodimerization. Dissociation monitored by time-resolved SAXS occurs in milliseconds, consistent with rates of hAChE covalent inhibition. OP-induced dissociation was not observed in the SAXS profiles of the double-mutant Y337A/F338A, where the active center gorge volume is larger than in wildtype hAChE. These observations suggest a key role of the tightly packed acyl pocket in allosterically triggered OP-induced dimer dissociation, with the potential for local reduction of acetylcholine-hydrolytic power in situ. Computational models predict allosteric correlated motions extending from the acyl pocket toward the four-helix bundle dimerization interface 25 Å away.
履歴
登録2021年7月7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2021年9月1日-
現状2021年9月1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: 0.281
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.281
  • 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_24404.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_24404.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 67 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Low-resolution cryo-EM map of dimeric human acetylcholinesterase at 9 Angstrom.
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.)
1.04 Å/pix.
x 260 pix.
= 270.4 Å		1.04 Å/pix.
x 260 pix.
= 270.4 Å		1.04 Å/pix.
x 260 pix.
= 270.4 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: 1.04 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: 0.281 / ムービー #1: 0.281
最小 - 最大-0.25179586 - 0.7246119
平均 (標準偏差)0.0029441882 (±0.044145096)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ260260260
Spacing260260260
セルA=B=C: 270.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.041.041.04
M x/y/z260260260
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z270.400270.400270.400
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ127131139
NX/NY/NZ1079278
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS260260260
D min/max/mean-0.2520.7250.003

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_24404_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)

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試料の構成要素

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全体 : Acetylcholinesterase

全体名称: Acetylcholinesterase
要素
  • 複合体: Acetylcholinesterase

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超分子 #1: Acetylcholinesterase

超分子名称: Acetylcholinesterase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0
詳細: Gnt1- HEK293 mammalian cell culture was used to express hAChE
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト) / 組換細胞: HEK293 Gnt1-

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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

緩衝液pH: 7.4 / 詳細: 10 mM HEPES, pH 7.4, 10 mM NaCl
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 293 K / 詳細: Cp3-Plunger.
詳細0.2

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
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 / 平均電子線量: 64.56 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 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: Talos Arctica / 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: INSILICO MODEL / In silico モデル: Ab Initio model using Cryosparc
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 9.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 2744
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: AB INITIO MODEL

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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)

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  • 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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