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- EMDB-31294: Cryo-EM structure of the gastric proton pump K791S/E820D/Y340N/E9... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-31294
タイトルCryo-EM structure of the gastric proton pump K791S/E820D/Y340N/E936V/Y799W mutant in K+-occluded (K+)E2-AlF state
マップデータ
試料
  • 複合体: alpha-beta complex of the gastric proton pump
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase subunit beta
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water
キーワードP-type ATPase / gastric proton pump / membrane protein / primary transporter / transporter
機能・相同性
機能・相同性情報


potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / intracellular potassium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / potassium ion transmembrane transport ...potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / intracellular potassium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / potassium ion transmembrane transport / proton transmembrane transport / cell adhesion / apical plasma membrane / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding
類似検索 - 分子機能
Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus ...Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / Potassium-transporting ATPase subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Sus scrofa (ブタ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.6 Å
データ登録者Abe K
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)21H02426 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Gastric proton pump with two occluded K engineered with sodium pump-mimetic mutations.
著者: Kazuhiro Abe / Kenta Yamamoto / Katsumasa Irie / Tomohiro Nishizawa / Atsunori Oshima /
要旨: The gastric H,K-ATPase mediates electroneutral exchange of 1H/1K per ATP hydrolysed across the membrane. Previous structural analysis of the K-occluded E2-P transition state of H,K-ATPase showed a ...The gastric H,K-ATPase mediates electroneutral exchange of 1H/1K per ATP hydrolysed across the membrane. Previous structural analysis of the K-occluded E2-P transition state of H,K-ATPase showed a single bound K at cation-binding site II, in marked contrast to the two K ions occluded at sites I and II of the closely-related Na,K-ATPase which mediates electrogenic 3Na/2K translocation across the membrane. The molecular basis of the different K stoichiometry between these K-counter-transporting pumps is elusive. We show a series of crystal structures and a cryo-EM structure of H,K-ATPase mutants with changes in the vicinity of site I, based on the structure of the sodium pump. Our step-wise and tailored construction of the mutants finally gave a two-K bound H,K-ATPase, achieved by five mutations, including amino acids directly coordinating K (Lys791Ser, Glu820Asp), indirectly contributing to cation-binding site formation (Tyr340Asn, Glu936Val), and allosterically stabilizing K-occluded conformation (Tyr799Trp). This quintuple mutant in the K-occluded E2-P state unambiguously shows two separate densities at the cation-binding site in its 2.6 Å resolution cryo-EM structure. These results offer new insights into how two closely-related cation pumps specify the number of K accommodated at their cation-binding site.
履歴
登録2021年5月12日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年9月1日-
マップ公開2021年9月1日-
更新2024年10月16日-
現状2024年10月16日処理サイト: PDBj / 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: 0.011
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.011
  • 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-7et1
  • 表面レベル: 0.011
  • 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_31294.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_31294.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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.)
0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.48 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.48 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.48 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: 0.83 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: 0.011 / ムービー #1: 0.011
最小 - 最大-0.028202144 - 0.069183744
平均 (標準偏差)0.00014878769 (±0.0024419227)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 212.48 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.830.830.83
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z212.480212.480212.480
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ139118109
NX/NY/NZ123164187
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.0280.0690.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_31294_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)

-
ハーフマップ: #2

ファイルemd_31294_half_map_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_31294_half_map_2.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 : alpha-beta complex of the gastric proton pump

全体名称: alpha-beta complex of the gastric proton pump
要素
  • 複合体: alpha-beta complex of the gastric proton pump
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
    • タンパク質・ペプチド: Potassium-transporting ATPase subunit beta
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water

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超分子 #1: alpha-beta complex of the gastric proton pump

超分子名称: alpha-beta complex of the gastric proton pump / 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: Sus scrofa (ブタ)
分子量理論値: 135 KDa

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分子 #1: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha

分子名称: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / 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: Sus scrofa (ブタ)
分子量理論値: 109.099547 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: AMEINDHQLS VAELEQKYQT SATKGLSASL AAELLLRDGP NALRPPRGTP EYVKFARQLA GGLQCLMWVA AAICLIAFAI QASEGDLTT DDNLYLALAL IAVVVVTGCF GYYQEFKSTN IIASFKNLVP QQATVIRDGD KFQINADQLV VGDLVEMKGG D RVPADIRI ...文字列:
AMEINDHQLS VAELEQKYQT SATKGLSASL AAELLLRDGP NALRPPRGTP EYVKFARQLA GGLQCLMWVA AAICLIAFAI QASEGDLTT DDNLYLALAL IAVVVVTGCF GYYQEFKSTN IIASFKNLVP QQATVIRDGD KFQINADQLV VGDLVEMKGG D RVPADIRI LQAQGCKVDN SSLTGESEPQ TRSPECTHES PLETRNIAFF STMCLEGTAQ GLVVNTGDRT IIGRIASLAS GV ENEKTPI AIEIEHFVDI IAGLAILFGA TFFIVAMCIG YTFLRAMVFF MAIVVANVPE GLLATVTVCL SLTAKRLASK NCV VKNLEA VETLGSTSVI CSDKTGTLTQ NRMTVSHLWF DNHIHSADTT EDQSGQTFDQ SSETWRALCR VLTLCNRAAF KSGQ DAVPV PKRIVIGDAS ETALLKFSEL TLGNAMGYRE RFPKVCEIPF NSTNKFQLSI HTLEDPRDPR HVLVMKGAPE RVLER CSSI LIKGQELPLD EQWREAFQTA YLSLGGLGER VLGFCQLYLS EKDYPPGYAF DVEAMNFPTS GLCFAGLVSM IDPPRA TVP DAVLKCRTAG IRVIMVTGDH PITAKAIAAS VGIISEGSET VEDIAARLRV PVDQVNRKDA RACVINGMQL KDMDPSE LV EALRTHPEMV FARTSPQQKL VIVESCQRLG AIVAVTGDGV NDSPALKKAD IGVAMGIAGS DAAKNAADMI LLDDNFAS I VTGVEQGRLI FDNLKKSIAY TLTSNIPELT PWLIYITVSV PLPLGCITIL FIDLCTDIFP SVSLAYEKAE SDIMHLRPR NPKRDRLVNE PLAAYSYFQI GAIQSFAGFT DYFTAMAQEG WFPLLCVGLR PQWENHHLQD LQDSYGQEWT FGQRLYQQYT CYTVFFISI VMCQIADVLI RKTRRLSAFQ QGFFRNRILV IAIVFQVCIG CFLCYCPGMP NIFNFMPIRF QWWLVPMPFS L LIFVYDEI RKLGVRCCPG SWWDQELYY

UniProtKB: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha

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分子 #2: Potassium-transporting ATPase subunit beta

分子名称: Potassium-transporting ATPase subunit beta / 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: Sus scrofa (ブタ)
分子量理論値: 29.762107 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MLGRTLSRWV WISLYYVAFY VVMSGIFALC IYVLMRTIDP YTPDYQDQLK SPGVTLRPDV YGEKGLDISY NVSDSTTWAG LAHTLHRFL AGYSPAAQEG SINCTSEKYF FQESFLAPNH TKFSCKFTAD MLQNCSGRPD PTFGFAEGKP CFIIKMNRIV K FLPGNSTA ...文字列:
MLGRTLSRWV WISLYYVAFY VVMSGIFALC IYVLMRTIDP YTPDYQDQLK SPGVTLRPDV YGEKGLDISY NVSDSTTWAG LAHTLHRFL AGYSPAAQEG SINCTSEKYF FQESFLAPNH TKFSCKFTAD MLQNCSGRPD PTFGFAEGKP CFIIKMNRIV K FLPGNSTA PRVDCAFLDQ PRDGPPLQVE YFPANGTYSL HYFPYYGKKA QPHYSNPLVA AKLLNVPRNR DVVIVCKILA EH VSFDNPH DPYEGKVEFK LKIQK

UniProtKB: Potassium-transporting ATPase subunit beta

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE

分子名称: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: PCW
分子量理論値: 787.121 Da
Chemical component information

ChemComp-PCW:
1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / DOPC / DOPC, リン脂質*YM

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分子 #5: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 3 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

+
分子 #6: TETRAFLUOROALUMINATE ION

分子名称: TETRAFLUOROALUMINATE ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: ALF
分子量理論値: 102.975 Da
Chemical component information

ChemComp-ALF:
TETRAFLUOROALUMINATE ION / テトラフルオロアルミナ-ト

+
分子 #7: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル

+
分子 #8: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 5 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

+
分子 #9: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 1 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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: 6.5
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER/RHODIUM / メッシュ: 300
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: 64.0 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
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: 2.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 72308
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
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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