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- EMDB-31309: Structure of the human GluN1-GluN2B NMDA receptor in complex with... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-31309
タイトルStructure of the human GluN1-GluN2B NMDA receptor in complex with S-ketamine,glycine and glutamate
マップデータ
試料
  • 複合体: tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: (2~{S})-2-(2-chlorophenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-one
機能・相同性
機能・相同性情報


excitatory chemical synaptic transmission / Activated NTRK2 signals through FYN / positive regulation of cysteine-type endopeptidase activity / Synaptic adhesion-like molecules / negative regulation of dendritic spine maintenance / propylene metabolic process / response to glycine / regulation of monoatomic cation transmembrane transport / Assembly and cell surface presentation of NMDA receptors / NMDA glutamate receptor activity ...excitatory chemical synaptic transmission / Activated NTRK2 signals through FYN / positive regulation of cysteine-type endopeptidase activity / Synaptic adhesion-like molecules / negative regulation of dendritic spine maintenance / propylene metabolic process / response to glycine / regulation of monoatomic cation transmembrane transport / Assembly and cell surface presentation of NMDA receptors / NMDA glutamate receptor activity / Neurexins and neuroligins / NMDA selective glutamate receptor complex / calcium ion transmembrane import into cytosol / glutamate binding / glutamate receptor signaling pathway / protein heterotetramerization / positive regulation of calcium ion transport into cytosol / positive regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / glycine binding / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / monoatomic cation transmembrane transport / regulation of neuronal synaptic plasticity / monoatomic cation transport / Long-term potentiation / excitatory synapse / ligand-gated monoatomic ion channel activity / positive regulation of excitatory postsynaptic potential / calcium ion homeostasis / synaptic cleft / MECP2 regulates neuronal receptors and channels / glutamate-gated calcium ion channel activity / ligand-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of presynaptic membrane potential / EPHB-mediated forward signaling / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / ionotropic glutamate receptor signaling pathway / positive regulation of synaptic transmission, glutamatergic / regulation of membrane potential / excitatory postsynaptic potential / synaptic transmission, glutamatergic / synaptic membrane / long-term synaptic potentiation / transmitter-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / postsynaptic density membrane / brain development / visual learning / regulation of synaptic plasticity / terminal bouton / late endosome / synaptic vesicle / signaling receptor activity / amyloid-beta binding / RAF/MAP kinase cascade / chemical synaptic transmission / postsynaptic membrane / response to ethanol / dendritic spine / lysosome / postsynaptic density / learning or memory / cytoskeleton / calmodulin binding / neuron projection / dendrite / calcium ion binding / synapse / endoplasmic reticulum membrane / protein-containing complex binding / cell surface / positive regulation of transcription by RNA polymerase II / zinc ion binding / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Glutamate [NMDA] receptor, epsilon subunit, C-terminal / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / : / : / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / Ionotropic glutamate receptor, L-glutamate and glycine-binding domain / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / Ligand-gated ion channel / : ...Glutamate [NMDA] receptor, epsilon subunit, C-terminal / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / : / : / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / Ionotropic glutamate receptor, L-glutamate and glycine-binding domain / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / Ligand-gated ion channel / : / Ionotropic glutamate receptor / Eukaryotic homologues of bacterial periplasmic substrate binding proteins. / Receptor, ligand binding region / Receptor family ligand binding region / Periplasmic binding protein-like I
類似検索 - ドメイン・相同性
Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1 / Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
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: 4.07 Å
データ登録者Zhang T / Zhang Y / Zhu S
資金援助 中国, 9件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31771115 中国
Chinese Academy of SciencesXDBS01020000 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81625022 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)91853205 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81821005 中国
National Key R&D Program of China2017YFA0505700 中国
Shanghai Municipal Health Commission in China18431907100 中国
Shanghai Municipal Health Commission in China19XD1404700 中国
Shanghai Municipal Science and Technology Major Project2018SHZDZX05 中国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2021
タイトル: Structural basis of ketamine action on human NMDA receptors.
著者: Youyi Zhang / Fei Ye / Tongtong Zhang / Shiyun Lv / Liping Zhou / Daohai Du / He Lin / Fei Guo / Cheng Luo / Shujia Zhu /
要旨: Ketamine is a non-competitive channel blocker of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors. A single sub-anaesthetic dose of ketamine produces rapid (within hours) and long-lasting antidepressant effects ...Ketamine is a non-competitive channel blocker of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors. A single sub-anaesthetic dose of ketamine produces rapid (within hours) and long-lasting antidepressant effects in patients who are resistant to other antidepressants. Ketamine is a racemic mixture of S- and R-ketamine enantiomers, with S-ketamine isomer being the more active antidepressant. Here we describe the cryo-electron microscope structures of human GluN1-GluN2A and GluN1-GluN2B NMDA receptors in complex with S-ketamine, glycine and glutamate. Both electron density maps uncovered the binding pocket for S-ketamine in the central vestibule between the channel gate and selectivity filter. Molecular dynamics simulation showed that S-ketamine moves between two distinct locations within the binding pocket. Two amino acids-leucine 642 on GluN2A (homologous to leucine 643 on GluN2B) and asparagine 616 on GluN1-were identified as key residues that form hydrophobic and hydrogen-bond interactions with ketamine, and mutations at these residues reduced the potency of ketamine in blocking NMDA receptor channel activity. These findings show structurally how ketamine binds to and acts on human NMDA receptors, and pave the way for the future development of ketamine-based antidepressants.
履歴
登録2021年5月16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2022年10月26日-
現状2022年10月26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: 0.01
  • 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: 0.01
  • 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-7eu8
  • 表面レベル: 0.01
  • 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_31309.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_31309.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 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.)
0.86 Å/pix.
x 300 pix.
= 256.8 Å		0.86 Å/pix.
x 300 pix.
= 256.8 Å		0.86 Å/pix.
x 300 pix.
= 256.8 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: 0.856 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: 0.01 / ムービー #1: 0.01
最小 - 最大-0.020148966 - 0.053309247
平均 (標準偏差)0.00035601266 (±0.001984706)
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: 256.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8560.8560.856
M x/y/z300300300
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z256.800256.800256.800
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ400400400
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS300300300
D min/max/mean-0.0200.0530.000

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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 : tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits

全体名称: tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits
要素
  • 複合体: tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: (2~{S})-2-(2-chlorophenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-one

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超分子 #1: tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits

超分子名称: tetrameric complex of GluN1 and GluN2B subunits / 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: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 383.22 kDa/nm

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分子 #1: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1

分子名称: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1 / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 95.236078 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MSTMRLLTLA LLFSCSVARA ACDPKIVNIG AVLSTRKHEQ MFREAVNQAN KRHGSWKIQL NATSVTHKPN AIQMALSVCE DLISSQVYA ILVSHPPTPN DHFTPTPVSY TAGFYRIPVL GLTTRMSIYS DKSIHLSFLR TVPPYSHQSS VWFEMMRVYS W NHIILLVS ...文字列:
MSTMRLLTLA LLFSCSVARA ACDPKIVNIG AVLSTRKHEQ MFREAVNQAN KRHGSWKIQL NATSVTHKPN AIQMALSVCE DLISSQVYA ILVSHPPTPN DHFTPTPVSY TAGFYRIPVL GLTTRMSIYS DKSIHLSFLR TVPPYSHQSS VWFEMMRVYS W NHIILLVS DDHEGRAAQK RLETLLEERE SKAEKVLQFD PGTKNVTALL MEAKELEARV IILSASEDDA ATVYRAAAML NM TGSGYVW LVGEREISGN ALRYAPDGIL GLQLINGKNE SAHISDAVGV VAQAVHELLE KENITDPPRG CVGNTNIWKT GPL FKRVLM SSKYADGVTG RVEFNEDGDR KFANYSIMNL QNRKLVQVGI YNGTHVIPND RKIIWPGGET EKPRGYQMST RLKI VTIHQ EPFVYVKPTL SDGTCKEEFT VNGDPVKKVI CTGPNDTSPG SPRHTVPQCC YGFCIDLLIK LARTMNFTYE VHLVA DGKF GTQERVNNSN KKEWNGMMGE LLSGQADMIV APLTINNERA QYIEFSKPFK YQGLTILVKK EIPRSTLDSF MQPFQS TLW LLVGLSVHVV AVMLYLLDRF SPFGRFKVNS EEEEEDALTL SSAMWFSWGV LLNSGIGEGA PRSFSARILG MVWAGFA MI IVASYTANLA AFLVLDRPEE RITGINDPRL RNPSDKFIYA TVKQSSVDIY FRRQVELSTM YRHMEKHNYE SAAEAIQA V RDNKLHAFIW DSAVLEFEAS QKCDLVTTGE LFFRSGFGIG MRKDSPWKQN VSLSILKSHE NGFMEDLDKT WVRYQECDS RSNAPATLTF ENMAGVFMLV AGGIVAGIFL IFIEIAYKRH KDARRKQ

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分子 #2: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B

分子名称: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 96.575508 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MKPRAECCSP KFWLVLAVLA VSGSRARSQK SPPSIGIAVI LVGTSDEVAI KDAHEKDDFH HLSVVPRVEL VAMNETDPKS IITRICDLM SDRKIQGVVF ADDTDQEAIA QILDFISAQT LTPILGIHGG SSMIMADKDE SSMFFQFGPS IEQQASVMLN I MEEYDWYI ...文字列:
MKPRAECCSP KFWLVLAVLA VSGSRARSQK SPPSIGIAVI LVGTSDEVAI KDAHEKDDFH HLSVVPRVEL VAMNETDPKS IITRICDLM SDRKIQGVVF ADDTDQEAIA QILDFISAQT LTPILGIHGG SSMIMADKDE SSMFFQFGPS IEQQASVMLN I MEEYDWYI FSIVTTYFPG YQDFVNKIRS TIENSFVGWE LEEVLLLDMS LDDGDSKIQN QLKKLQSPII LLYCTKEEAT YI FEVANSV GLTGYGYTWI VPSLVAGDTD TVPAEFPTGL ISVSYDEWDY GLPARVRDGI AIITTAASDM LSEHSFIPEP KSS CYNTHE KRIYQSNMLN RYLINVTFEG RNLSFSEDGY QMHPKLVIIL LNKERKWERV GKWKDKSLQM KYYVWPRMCP ETEE QEDDH LSIVTLEEAP FVIVESVDPL SGTCMRNTVP CQKRIVTENK TDEEPGYIKK CCKGFCIDIL KKISKSVKFT YDLYL VTNG KHGKKINGTW NGMIGEVVMK RAYMAVGSLT INEERSEVVD FSVPFIETGI SVMVSRSNGT VSPSAFLEPF SADVWV MMF VMLLIVSAVA VFVFEYFSPV GYNRCLADGR EPGGPSFTIG KAIWLLWGLV FNNSVPVQNP KGTTSKIMVS VWAFFAV IF LASYTANLAA FMIQEEYVDQ VSGLSDKKFQ RPNDFSPPFR FGTVPNGSTE RNIRNNYAEM HAYMGKFNQR GVDDALLS L KTGKLDAFIY DAAVLNYMAG RDEGCKLVTI GSGKVFASTG YGIAIQKDSG WKRQVDLAIL QLFGDGEMEE LEALWLTGI CHNEKNEVMS SQLDIDNMAG VFYMLGAAMA LSLITFICEH LFLEVLFQGP AAAAWSHPQF EK

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分子 #3: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 7 / 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

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分子 #4: (2~{S})-2-(2-chlorophenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-one

分子名称: (2~{S})-2-(2-chlorophenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-one
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: JC9
分子量理論値: 237.725 Da
Chemical component information

ChemComp-JC9:
(2~{S})-2-(2-chlorophenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-one / (S)-ケタミン / 抗うつ薬*YM

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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: 8
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: 60.0 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: OTHER / 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

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.07 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 159306
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-7eu8:
Structure of the human GluN1-GluN2B NMDA receptor in complex with S-ketamine,glycine and glutamate

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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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