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- EMDB-25813: Structure of Xenopus KCNQ1-CaM in complex with ML277 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25813
タイトルStructure of Xenopus KCNQ1-CaM in complex with ML277
マップデータ
試料
  • 複合体: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex with calmodulin and ML277
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: (2R)-N-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-1-(4-methylbenzene-1-sulfonyl)piperidine-2-carboxamide
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードActivator / ion channel / TRANSPORT PROTEIN-ACTIVATOR complex
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of gastric acid secretion / membrane repolarization / delayed rectifier potassium channel activity / outward rectifier potassium channel activity / CaM pathway / intestinal absorption / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels ...regulation of gastric acid secretion / membrane repolarization / delayed rectifier potassium channel activity / outward rectifier potassium channel activity / CaM pathway / intestinal absorption / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / presynaptic endocytosis / renal absorption / regulation of cardiac muscle cell action potential / positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Phase 0 - rapid depolarisation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / calcineurin-mediated signaling / inner ear development / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / protein phosphatase activator activity / Regulation of MECP2 expression and activity / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / voltage-gated potassium channel activity / DARPP-32 events / monoatomic ion channel complex / Smooth Muscle Contraction / catalytic complex / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / RHO GTPases activate IQGAPs / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / presynaptic cytosol / calcium channel inhibitor activity / cellular response to interferon-beta / Protein methylation / Activation of AMPK downstream of NMDARs / Ion homeostasis / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / eNOS activation / regulation of calcium-mediated signaling / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / titin binding / voltage-gated potassium channel complex / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / potassium ion transmembrane transport / sperm midpiece / substantia nigra development / calcium channel complex / calyx of Held / FCERI mediated Ca+2 mobilization / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / adenylate cyclase activator activity / regulation of heart rate / cytoplasmic vesicle membrane / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / protein serine/threonine kinase activator activity / VEGFR2 mediated cell proliferation / sarcomere / regulation of cytokinesis / VEGFR2 mediated vascular permeability / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / spindle microtubule / RAF activation / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / Stimuli-sensing channels / cellular response to type II interferon / long-term synaptic potentiation / response to calcium ion / RAS processing / spindle pole / Signaling by RAF1 mutants / Signaling by moderate kinase activity BRAF mutants / Paradoxical activation of RAF signaling by kinase inactive BRAF / Signaling downstream of RAS mutants / calcium-dependent protein binding / G2/M transition of mitotic cell cycle
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
類似検索 - 構成要素
生物種Xenopus laevis (アフリカツメガエル) / 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: 3.9 Å
データ登録者Willegems K / Kyriakis E
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Canadian Institutes of Health Research (CIHR)
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structural and electrophysiological basis for the modulation of KCNQ1 channel currents by ML277.
著者: Katrien Willegems / Jodene Eldstrom / Efthimios Kyriakis / Fariba Ataei / Harutyun Sahakyan / Ying Dou / Sophia Russo / Filip Van Petegem / David Fedida /
要旨: The KCNQ1 ion channel plays critical physiological roles in electrical excitability and K recycling in organs including the heart, brain, and gut. Loss of function is relatively common and can cause ...The KCNQ1 ion channel plays critical physiological roles in electrical excitability and K recycling in organs including the heart, brain, and gut. Loss of function is relatively common and can cause sudden arrhythmic death, sudden infant death, epilepsy and deafness. Here, we report cryogenic electron microscopic (cryo-EM) structures of Xenopus KCNQ1 bound to Ca/Calmodulin, with and without the KCNQ1 channel activator, ML277. A single binding site for ML277 was identified, localized to a pocket lined by the S4-S5 linker, S5 and S6 helices of two separate subunits. Several pocket residues are not conserved in other KCNQ isoforms, explaining specificity. MD simulations and point mutations support this binding location for ML277 in open and closed channels and reveal that prevention of inactivation is an important component of the activator effect. Our work provides direction for therapeutic intervention targeting KCNQ1 loss of function pathologies including long QT interval syndrome and seizures.
履歴
登録2021年12月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年7月6日-
マップ公開2022年7月6日-
更新2025年5月28日-
現状2025年5月28日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_25813.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_25813.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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.)
0.84 Å/pix.
x 360 pix.
= 300.6 Å		0.84 Å/pix.
x 360 pix.
= 300.6 Å		0.84 Å/pix.
x 360 pix.
= 300.6 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: 0.835 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: 0.155
最小 - 最大-1.2782999 - 2.0109189
平均 (標準偏差)0.0057114884 (±0.04827303)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 300.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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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 : Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex...

全体名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex with calmodulin and ML277
要素
  • 複合体: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex with calmodulin and ML277
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: (2R)-N-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-1-(4-methylbenzene-1-sulfonyl)piperidine-2-carboxamide
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex...

超分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 in complex with calmodulin and ML277
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: Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
分子量理論値: 317.56 KDa

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
分子量理論値: 62.663398 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MATDPPRPTI NLDPRVSIYS GRRPLLSRTN IQGRVYNFLE RPTGWKCFVY HFTVFLIVLI CLIFSVLSTI QQYNNLATET LFWMEIVLV VFFGAEYVVR LWSAGCRSKY VGVWGRLRFA RKPISVIDLI VVVASVIVLC VGSNGQVFAT SAIRGIRFLQ I LRMLHVDR ...文字列:
MATDPPRPTI NLDPRVSIYS GRRPLLSRTN IQGRVYNFLE RPTGWKCFVY HFTVFLIVLI CLIFSVLSTI QQYNNLATET LFWMEIVLV VFFGAEYVVR LWSAGCRSKY VGVWGRLRFA RKPISVIDLI VVVASVIVLC VGSNGQVFAT SAIRGIRFLQ I LRMLHVDR QGGTWRLLGS VVFIHRQELI TTLYIGFLGL IFSSYFVYLA EKDAIDSSGE YQFGSYADAL WWGVVTVTTI GY GDKVPQT WIGKTIASCF SVFAISFFAL PAGILGSGFA LKVQQKQRQK HFNRQIPAAA SLIQTAWRCY AAENPDSATW KIY IRKQSR NHHLMSPSPK PKKSAMVKKK KIRTERDEGS TDKMLNIPHI TYDHVADDRK NDGYSVESYE NTVRKPFGFL DPST GPFIR TSSFTDDLDM EGDTLLTPIT HISELKEHHR AAIKVIRRMQ YFVAKKKFQQ ARKPYDVRDV IEQYSQGHLN LMVRI KELQ RRLDQSLGKP SLFLSVSDKV KDKGINTIGS RLNRVEDKVT QMDHKLNLIT DMLHHLLTNQ QSNS

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

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分子 #2: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-1

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分子 #3: (2R)-N-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-1-(4-methylbenzene-...

分子名称: (2R)-N-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-1-(4-methylbenzene-1-sulfonyl)piperidine-2-carboxamide
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: I0S
分子量理論値: 471.592 Da
Chemical component information

ChemComp-I0S:
(2R)-N-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-1-(4-methylbenzene-1-sulfonyl)piperidine-2-carboxamide

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分子 #4: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 12 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 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2 mg/mL
緩衝液pH: 7.2
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMKClpotassium chloride
20.0 mM4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid
0.5 mMCaCl2Calcium chloride
2.0 mMDithiothreitol
0.05 %n-Dodecyl-B-D-maltoside
0.005 %Cholesteryl hemisuccinate
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 98 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4400 / 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 4.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.53 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: 469000
CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
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: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1) / 使用した粒子像数: 32900
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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