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- EMDB-27489: Cryo-EM structure of cystinosin in a lumen-open state -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-27489
タイトルCryo-EM structure of cystinosin in a lumen-open state
マップデータCystinosin Apo Lumen-open
試料
  • 複合体: Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation
    • 複合体: Cystinosin
      • タンパク質・ペプチド: Isoform 2 of Cystinosin
    • 複合体: Fab 3H5
      • タンパク質・ペプチド: Fab 3H5 Heavy Chain
      • タンパク質・ペプチド: Fab 3H5 Kappa chain
キーワードCystine / transporter / lysosome / MEMBRANE PROTEIN / MEMBRANE PROTEIN-Transport protein complex
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of melanin biosynthetic process / solute:proton symporter activity / L-cystine transmembrane transporter activity / L-cystine transport / Transport of inorganic cations/anions and amino acids/oligopeptides / Miscellaneous transport and binding events / regulation of TORC1 signaling / melanin biosynthetic process / grooming behavior / melanosome membrane ...regulation of melanin biosynthetic process / solute:proton symporter activity / L-cystine transmembrane transporter activity / L-cystine transport / Transport of inorganic cations/anions and amino acids/oligopeptides / Miscellaneous transport and binding events / regulation of TORC1 signaling / melanin biosynthetic process / grooming behavior / melanosome membrane / amino acid metabolic process / lens development in camera-type eye / adult walking behavior / long-term memory / ATP metabolic process / monoatomic ion transport / positive regulation of TORC1 signaling / glutathione metabolic process / brain development / visual learning / transmembrane transport / cognition / late endosome / melanosome / protein transport / lysosome / lysosomal membrane / intracellular membrane-bounded organelle / extracellular exosome / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Lysosomal cystine transporter / Repeated motif present between transmembrane helices in cystinosin, yeast ERS1p, mannose-P-dolichol utilization defect 1, and other hypothetical proteins. / PQ-loop repeat / PQ loop repeat
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Homo sapiens (ヒト) / Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.32 Å
データ登録者Schmiege P / Li X
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS) 米国
Welch Foundation 米国
引用ジャーナル: Cell / 年: 2022
タイトル: Structure and mechanism of human cystine exporter cystinosin.
著者: Xue Guo / Philip Schmiege / Tufa E Assafa / Rong Wang / Yan Xu / Linda Donnelly / Michael Fine / Xiaodan Ni / Jiansen Jiang / Glenn Millhauser / Liang Feng / Xiaochun Li /
要旨: Lysosomal amino acid efflux by proton-driven transporters is essential for lysosomal homeostasis, amino acid recycling, mTOR signaling, and maintaining lysosomal pH. To unravel the mechanisms of ...Lysosomal amino acid efflux by proton-driven transporters is essential for lysosomal homeostasis, amino acid recycling, mTOR signaling, and maintaining lysosomal pH. To unravel the mechanisms of these transporters, we focus on cystinosin, a prototypical lysosomal amino acid transporter that exports cystine to the cytosol, where its reduction to cysteine supplies this limiting amino acid for diverse fundamental processes and controlling nutrient adaptation. Cystinosin mutations cause cystinosis, a devastating lysosomal storage disease. Here, we present structures of human cystinosin in lumen-open, cytosol-open, and cystine-bound states, which uncover the cystine recognition mechanism and capture the key conformational states of the transport cycle. Our structures, along with functional studies and double electron-electron resonance spectroscopic investigations, reveal the molecular basis for the transporter's conformational transitions and protonation switch, show conformation-dependent Ragulator-Rag complex engagement, and demonstrate an unexpected activation mechanism. These findings provide molecular insights into lysosomal amino acid efflux and a potential therapeutic strategy.
履歴
登録2022年7月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年9月21日-
マップ公開2022年9月21日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23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_27489.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_27489.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cystinosin Apo Lumen-open
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 300 pix.
= 253.2 Å		0.84 Å/pix.
x 300 pix.
= 253.2 Å		0.84 Å/pix.
x 300 pix.
= 253.2 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: 0.844 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: 0.51
最小 - 最大-2.8627477 - 4.2459645
平均 (標準偏差)0.0035918006 (±0.07041956)
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: 253.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Half Map 1

ファイルemd_27489_half_map_1.map
注釈Half Map 1
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 2

ファイルemd_27489_half_map_2.map
注釈Half Map 2
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 : Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation

全体名称: Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation
要素
  • 複合体: Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation
    • 複合体: Cystinosin
      • タンパク質・ペプチド: Isoform 2 of Cystinosin
    • 複合体: Fab 3H5
      • タンパク質・ペプチド: Fab 3H5 Heavy Chain
      • タンパク質・ペプチド: Fab 3H5 Kappa chain

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超分子 #1: Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation

超分子名称: Cystinosin-Fab 3H5 complex in lumen-open conformation
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all

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超分子 #2: Cystinosin

超分子名称: Cystinosin / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: Fab 3H5

超分子名称: Fab 3H5 / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Isoform 2 of Cystinosin

分子名称: Isoform 2 of Cystinosin / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 46.080355 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MIRNWLTIFI LFPLKLVEKC ESSVSLTVPP VVKLENGSST NVSLTLRPPL NATLVITFEI TFRSKNITIL ELPDEVVVPP GVTNSSFQV TSQNVGQLTV YLHGNHSNQT GPRIRFLVIR SSAISIINQV IGWIYFVAWS ISFYPQVIMN WRRKSVIGLS F DFVALNLT ...文字列:
MIRNWLTIFI LFPLKLVEKC ESSVSLTVPP VVKLENGSST NVSLTLRPPL NATLVITFEI TFRSKNITIL ELPDEVVVPP GVTNSSFQV TSQNVGQLTV YLHGNHSNQT GPRIRFLVIR SSAISIINQV IGWIYFVAWS ISFYPQVIMN WRRKSVIGLS F DFVALNLT GFVAYSVFNI GLLWVPYIKE QFLLKYPNGV NPVNSNDVFF SLHAVVLTLI IIVQCCLYER GGQRVSWPAI GF LVLAWLF AFVTMIVAAV GVITWLQFLF CFSYIKLAVT LVKYFPQAYM NFYYKSTEGW SIGNVLLDFT GGSFSLLQMF LQS YNNDQW TLIFGDPTKF GLGVFSIVFD VVFFIQHFCL YRKRPGLQAA RTGSGSRLRQ DWAPSLQPKA LPQTTSVSAS SLKG DYKDD DDK

UniProtKB: Cystinosin

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分子 #2: Fab 3H5 Heavy Chain

分子名称: Fab 3H5 Heavy Chain / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 26.768107 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGWSCIILFL VATATGVHSE VMLVESGGGL VKPGGSLKLS CAASGFTFSN YAMSWVRQTP EKRLEWVAAI SGNEGTYTYY PDSVRGRFT ISRDNARNNL YLQISSLRSE DTALYYCARY GLVGALDFWG QGASVTVSSA STKGPSVFPL APSSKSTSGG T AALGCLVK ...文字列:
MGWSCIILFL VATATGVHSE VMLVESGGGL VKPGGSLKLS CAASGFTFSN YAMSWVRQTP EKRLEWVAAI SGNEGTYTYY PDSVRGRFT ISRDNARNNL YLQISSLRSE DTALYYCARY GLVGALDFWG QGASVTVSSA STKGPSVFPL APSSKSTSGG T AALGCLVK DYFPEPVTVS WNSGALTSGV HTFPAVLQSS GLYSLSSVVT VPSSSLGTQT YICNVNHKPS NTKVDKRVEP KS CDKTHHH HHH

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分子 #3: Fab 3H5 Kappa chain

分子名称: Fab 3H5 Kappa chain / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 25.468404 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGWSCIILFL VATATGVHSD IQMNQSPSTL SASLGDTITI TCRASQNIDV WLNWYQQKPG DIPKLLIYEA SNLHTGVPSR FSGSGSGTD FTLAISSLQP EDIATYYCLQ GQDYPFTFGS GTKLEIKRTV AAPSVFIFPP SDEQLKSGTA SVVCLLNNFY P REAKVQWK ...文字列:
MGWSCIILFL VATATGVHSD IQMNQSPSTL SASLGDTITI TCRASQNIDV WLNWYQQKPG DIPKLLIYEA SNLHTGVPSR FSGSGSGTD FTLAISSLQP EDIATYYCLQ GQDYPFTFGS GTKLEIKRTV AAPSVFIFPP SDEQLKSGTA SVVCLLNNFY P REAKVQWK VDNALQSGNS QESVTEQDSK DSTYSLSSTL TLSKADYEKH KVYACEVTHQ GLSSPVTKSF NRGEC

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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: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

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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: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 61.5 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 / 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）: 1.0 µm
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
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.32 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 310223
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE

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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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