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- EMDB-25696: Cryo-EM structure of PCAT1 in the inward-facing intermediate conf... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25696
タイトルCryo-EM structure of PCAT1 in the inward-facing intermediate conformation under ATP turnover condition
マップデータfull map
試料
  • 複合体: Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg
    • タンパク質・ペプチド: ABC-type bacteriocin transporter
    • タンパク質・ペプチド: PCAT1 peptide substrate
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードATP-binding cassette / ABC transporter / protein transport / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


ABC-type bacteriocin transporter activity / ATPase-coupled lipid transmembrane transporter activity / cysteine-type peptidase activity / ATP hydrolysis activity / proteolysis / ATP binding / membrane
類似検索 - 分子機能
Peptidase C39, ABC-type bacteriocin transporter / Peptidase C39 family / Peptidase C39, bacteriocin processing / Peptidase family C39 domain profile. / Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter ...Peptidase C39, ABC-type bacteriocin transporter / Peptidase C39 family / Peptidase C39, bacteriocin processing / Peptidase family C39 domain profile. / Type 1 protein exporter / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ABC-type bacteriocin transporter / Bacteriocin-type signal sequence-containing protein
類似検索 - 構成要素
生物種Acetivibrio thermocellus (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.7 Å
データ登録者Kieuvongngam V / Chen J
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2022
タイトル: Structures of the peptidase-containing ABC transporter PCAT1 under equilibrium and nonequilibrium conditions.
著者: Virapat Kieuvongngam / Jue Chen /
要旨: ATP-binding cassette (ABC) transporters are ubiquitous molecular pumps that transport a broad range of substrates across biological membranes. Although the structure and function of ABC transporters ...ATP-binding cassette (ABC) transporters are ubiquitous molecular pumps that transport a broad range of substrates across biological membranes. Although the structure and function of ABC transporters has been studied extensively, our understanding of their energetics and dynamics remains limited. Here, we present studies of the peptidase-containing ABC transporter 1 (PCAT1), a polypeptide processing and secretion ABC transporter that functions via the classic alternating access mechanism. PCAT1 is a homodimer containing two peptidase (PEP) domains, two transmembrane domains, and two nucleotide-binding domains (NBDs). Using cryo-electron microscopy, we analyzed the structures of wild-type PCAT1 under conditions that either prevent or permit ATP hydrolysis and observed two completely different conformational distributions. In the presence of ATP but absence of Mg, PCAT1 adopts an NBD-dimerized, outward-facing conformation. The two PEP domains are dissociated from the transporter core, preventing uncoupled substrate cleavage. The addition of Mg to promote ATP hydrolysis shifts the majority of the particles into NBD-separated, inward-facing conformations. Under this ATP turnover condition, only a small fraction of PCAT1 adopts the NBD-dimerized conformation. These data give rise to two mechanistic conclusions: 1) the ATP-bound, NBD-dimerized conformation is the lowest energy state, and 2) the rate-limiting step in the PCAT1 transport cycle is the formation of the NBD dimer. The thermodynamic conclusion is likely a general property shared by many ABC transporters. The kinetic bottleneck, however, varies from transporter to transporter.
履歴
登録2021年12月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年2月9日-
マップ公開2022年2月9日-
更新2024年2月28日-
現状2024年2月28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: 0.3
  • 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: 0.3
  • 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-7t56
  • 表面レベル: 0.3
  • 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_25696.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_25696.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈full map
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.)
1.03 Å/pix.
x 300 pix.
= 309. Å		1.03 Å/pix.
x 300 pix.
= 309. Å		1.03 Å/pix.
x 300 pix.
= 309. 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: 1.03 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: 0.3 / ムービー #1: 0.3
最小 - 最大-0.6835327 - 1.2429562
平均 (標準偏差)-0.000063599095 (±0.033241555)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 309.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.031.031.03
M x/y/z300300300
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z309.000309.000309.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ180180180
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS300300300
D min/max/mean-0.6841.243-0.000

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添付データ

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ハーフマップ: half map A

ファイルemd_25696_half_map_1.map
注釈half map A
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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ハーフマップ: half map B

ファイルemd_25696_half_map_2.map
注釈half map B
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 : Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg

全体名称: Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg
要素
  • 複合体: Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg
    • タンパク質・ペプチド: ABC-type bacteriocin transporter
    • タンパク質・ペプチド: PCAT1 peptide substrate
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg

超分子名称: Ternary complex of PCAT1 with its cleaved peptide substrate and ATP-Mg
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Acetivibrio thermocellus (バクテリア)
分子量理論値: 162.176 KDa

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分子 #1: ABC-type bacteriocin transporter

分子名称: ABC-type bacteriocin transporter / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Acetivibrio thermocellus (バクテリア)
株: ATCC 27405 / DSM 1237 / JCM 9322 / NBRC 103400 / NCIMB 10682 / NRRL B-4536 / VPI 7372
分子量理論値: 81.180805 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SNAMLRRLFK KKYVCVRQYD LTDCGAACLS SIAQYYGLKM SLAKIREMTG TDTQGTNAYG LIHAAKQLGF SAKGVKASKE DLLKDFRLP AIANVIVDNR LAHFVVIYSI KNRIITVADP GKGIVRYSMD DFCSIWTGGL VLLEPGEAFQ KGDYTQNMMV K FAGFLKPL ...文字列:
SNAMLRRLFK KKYVCVRQYD LTDCGAACLS SIAQYYGLKM SLAKIREMTG TDTQGTNAYG LIHAAKQLGF SAKGVKASKE DLLKDFRLP AIANVIVDNR LAHFVVIYSI KNRIITVADP GKGIVRYSMD DFCSIWTGGL VLLEPGEAFQ KGDYTQNMMV K FAGFLKPL KKTVLCIFLA SLLYTALGIA GSFYIKFLFD DLIKFEKLND LHIISAGFAV IFLLQIFLNY YRSILVTKLG MS IDKSIMM EYYSHVLKLP MNFFNSRKVG EIISRFMDAS KIRQAISGAT LTIMIDTIMA VIGGILLYIQ NSSLFFISFI IIL LYGIIV TVFNKPIQNA NRQIMEDNAK LTSALVESVK GIETIKSFGA EEQTEKSTRD KIETVMKSSF KEGMLYINLS SLTG IVAGL GGIVILWAGA YNVIKGNMSG GQLLAFNALL AYFLTPVKNL IDLQPLIQTA VVASNRLGEI LELATEKELR EDSDD FVIS LKGDIEFRNV DFRYGLRKPV LKNINLTIPK GKTVAIVGES GSGKTTLAKL LMNFYSPEKG DILINGHSIK NISLEL IRK KIAFVSQDVF IFSGTVKENL CLGNENVDMD EIIKAAKMAN AHDFIEKLPL KYDTFLNESG ANLSEGQKQR LAIARAL LK KPDILILDEA TSNLDSITEN HIKDAIYGLE DDVTVIIIAH RLSTIVNCDK IYLLKDGEIV ESGSHTELIA LKGCYFKM W KQTENTLAS

UniProtKB: ABC-type bacteriocin transporter

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分子 #2: PCAT1 peptide substrate

分子名称: PCAT1 peptide substrate / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Acetivibrio thermocellus (バクテリア)
株: ATCC 27405 / DSM 1237 / JCM 9322 / NBRC 103400 / NCIMB 10682 / NRRL B-4536 / VPI 7372
分子量理論値: 10.217867 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
SNAMSEAKKL NIGRELTDEE LMEMTGGSTF SIQCQKDYTY KPSLPVVKYG VVIDEPEVVI KYGVGPIVGI KYGVEPIGPI QPMYGIKPV ETLK

UniProtKB: Bacteriocin-type signal sequence-containing protein

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分子 #3: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: ATP
分子量理論値: 507.181 Da
Chemical component information

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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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7 mg/mL
緩衝液pH: 7
構成要素:
濃度名称
50.0 mMNaCl
150.0 mMTris-HCl
5.0 mMDTT
2.0 mMUDM
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 400 / 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. / 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
温度最低: 100.0 K
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: 1-50 / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 11966 / 平均露光時間: 0.2 sec. / 平均電子線量: 1.5 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）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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

粒子像選択選択した数: 2800000
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

4ry2

最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0) / 使用した粒子像数: 88549
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0)
最終 3次元分類クラス数: 7 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

4ry2


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: OTHER / 温度因子: 80
得られたモデル

PDB-7t56:
Cryo-EM structure of PCAT1 in the inward-facing intermediate conformation under ATP turnover condition

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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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