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万見
- EMDB-31739: Cryo-EM structure of a class A GPCR-G protein complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-31739
タイトルCryo-EM structure of a class A GPCR-G protein complex
マップデータ
試料
  • 複合体: M4R-iperoxo and Gi protein complex
    • 複合体: Gi protein
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
    • 複合体: scFv16
      • タンパク質・ペプチド: scFv16
    • 複合体: M4R-iperoxo
      • タンパク質・ペプチド: Muscarinic acetylcholine receptor M4
機能・相同性
機能・相同性情報


Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor activity / regulation of locomotion / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / Adenylate cyclase inhibitory pathway / positive regulation of protein localization to cell cortex / regulation of cAMP-mediated signaling / D2 dopamine receptor binding ...Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor activity / regulation of locomotion / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / Adenylate cyclase inhibitory pathway / positive regulation of protein localization to cell cortex / regulation of cAMP-mediated signaling / D2 dopamine receptor binding / G protein-coupled serotonin receptor binding / regulation of mitotic spindle organization / cellular response to forskolin / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / Regulation of insulin secretion / G protein-coupled receptor binding / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G-protein activation / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / response to peptide hormone / photoreceptor disc membrane / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Glucagon-type ligand receptors / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / sensory perception of taste / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / cellular response to prostaglandin E stimulus / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / GDP binding / G-protein beta-subunit binding / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / GTPase binding / retina development in camera-type eye / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / Ca2+ pathway / cell cortex / midbody / G alpha (i) signalling events / fibroblast proliferation / G alpha (s) signalling events / G alpha (q) signalling events / chemical synaptic transmission / postsynaptic membrane / cell population proliferation / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / cell surface receptor signaling pathway / cell cycle / G protein-coupled receptor signaling pathway / cell division / lysosomal membrane / GTPase activity / centrosome / synapse / dendrite / protein-containing complex binding / nucleolus / GTP binding / magnesium ion binding / signal transduction / extracellular exosome / nucleoplasm / membrane / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit ...Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / GGL domain / G-protein gamma-like domain superfamily / G-protein gamma-like domain / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD domain, G-beta repeat / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
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: 3.4 Å
データ登録者Wang JJ / Wu M / Wu LJ / Hua T / Liu ZJ / Wang T
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
National Science Foundation (NSF, China)32022038 中国
Chinese Academy of SciencesXDB37030104 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: The unconventional activation of the muscarinic acetylcholine receptor M4R by diverse ligands.
著者: Jingjing Wang / Meng Wu / Zhangcheng Chen / Lijie Wu / Tian Wang / Dongmei Cao / Huan Wang / Shenhui Liu / Yueming Xu / Fei Li / Junlin Liu / Na Chen / Suwen Zhao / Jianjun Cheng / Sheng Wang / Tian Hua /
要旨: Muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) respond to the neurotransmitter acetylcholine and play important roles in human nervous system. Muscarinic receptor 4 (M4R) is a promising drug target for ...Muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) respond to the neurotransmitter acetylcholine and play important roles in human nervous system. Muscarinic receptor 4 (M4R) is a promising drug target for treating neurological and mental disorders, such as Alzheimer's disease and schizophrenia. However, the lack of understanding on M4R's activation by subtype selective agonists hinders its therapeutic applications. Here, we report the structural characterization of M4R selective allosteric agonist, compound-110, as well as agonist iperoxo and positive allosteric modulator LY2119620. Our cryo-electron microscopy structures of compound-110, iperoxo or iperoxo-LY2119620 bound M4R-G complex reveal their different interaction modes and activation mechanisms of M4R, and the M4R-ip-LY-G structure validates the cooperativity between iperoxo and LY2119620 on M4R. Through the comparative structural and pharmacological analysis, compound-110 mostly occupies the allosteric binding pocket with vertical binding pose. Such a binding and activation mode facilitates its allostersic selectivity and agonist profile. In addition, in our schizophrenia-mimic mouse model study, compound-110 shows antipsychotic activity with low extrapyramidal side effects. Thus, this study provides structural insights to develop next-generation antipsychotic drugs selectively targeting on mAChRs subtypes.
履歴
登録2021年8月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年5月11日-
マップ公開2022年5月11日-
更新2022年11月23日-
現状2022年11月23日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_31739.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_31739.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.04 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.14
最小 - 最大-0.0017301721 - 2.1695123
平均 (標準偏差)0.00092573435 (±0.022074526)
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: 266.24 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 : M4R-iperoxo and Gi protein complex

全体名称: M4R-iperoxo and Gi protein complex
要素
  • 複合体: M4R-iperoxo and Gi protein complex
    • 複合体: Gi protein
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
      • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
    • 複合体: scFv16
      • タンパク質・ペプチド: scFv16
    • 複合体: M4R-iperoxo
      • タンパク質・ペプチド: Muscarinic acetylcholine receptor M4

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超分子 #1: M4R-iperoxo and Gi protein complex

超分子名称: M4R-iperoxo and Gi protein complex / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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超分子 #2: Gi protein

超分子名称: Gi protein / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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超分子 #3: scFv16

超分子名称: scFv16 / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #4
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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超分子 #4: M4R-iperoxo

超分子名称: M4R-iperoxo / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 4 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #5

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分子 #1: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
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: 40.55916 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: GSMGCTLSAE DKAAVERSKM IDRNLREDGE KAAREVKLLL LGAGESGKST IVKQMKIIHE AGYSEEECKQ YKAVVYSNTI QSIIAIIRA MGRLKIDFGD SARADDARQL FVLAGAAEEG FMTAELAGVI KRLWKDSGVQ ACFNRSREYQ LNDSAAYYLN D LDRIAQPN ...文字列:
GSMGCTLSAE DKAAVERSKM IDRNLREDGE KAAREVKLLL LGAGESGKST IVKQMKIIHE AGYSEEECKQ YKAVVYSNTI QSIIAIIRA MGRLKIDFGD SARADDARQL FVLAGAAEEG FMTAELAGVI KRLWKDSGVQ ACFNRSREYQ LNDSAAYYLN D LDRIAQPN YIPTQQDVLR TRVKTTGIVE THFTFKDLHF KMFDVGGQRS ERKKWIHCFE GVTAIIFCVA LSDYDLVLAE DE EMNRMHE SMKLFDSICN NKWFTDTSII LFLNKKDLFE EKIKKSPLTI CYPEYAGSNT YEEAAAYIQC QFEDLNKRKD TKE IYTHFT CATDTKNVQF VFDAVTDVII KNNLKDCGLF

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分子 #2: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 37.285734 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: SELDQLRQEA EQLKNQIRDA RKACADATLS QITNNIDPVG RIQMRTRRTL RGHLAKIYAM HWGTDSRLLV SASQDGKLII WDSYTTNKV HAIPLRSSWV MTCAYAPSGN YVACGGLDNI CSIYNLKTRE GNVRVSRELA GHTGYLSCCR FLDDNQIVTS S GDTTCALW ...文字列:
SELDQLRQEA EQLKNQIRDA RKACADATLS QITNNIDPVG RIQMRTRRTL RGHLAKIYAM HWGTDSRLLV SASQDGKLII WDSYTTNKV HAIPLRSSWV MTCAYAPSGN YVACGGLDNI CSIYNLKTRE GNVRVSRELA GHTGYLSCCR FLDDNQIVTS S GDTTCALW DIETGQQTTT FTGHTGDVMS LSLAPDTRLF VSGACDASAK LWDVREGMCR QTFTGHESDI NAICFFPNGN AF ATGSDDA TCRLFDLRAD QELMTYSHDN IICGITSVSF SKSGRLLLAG YDDFNCNVWD ALKADRAGVL AGHDNRVSCL GVT DDGMAV ATGSWDSFLK IWN

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分子 #3: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 3
詳細: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
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: 7.861143 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列:
MASNNTASIA QARKLVEQLK MEANIDRIKV SKAAADLMAY CEAHAKEDPL LTPVPASENP FREKKFFCAI L

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分子 #4: scFv16

分子名称: scFv16 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / 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: 27.784896 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS ...文字列:
DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS NGNTYLYWFL QRPGQSPQLL IYRMSNLASG VPDRFSGSGS GTAFTLTISR LEAEDVGVYY CMQHLEYPLT FG AGTKLEL KAAAHHHHHH HH

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分子 #5: Muscarinic acetylcholine receptor M4

分子名称: Muscarinic acetylcholine receptor M4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5
詳細: residues 240-372 deleted to improve the protein yield for complex building
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: 39.055043 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MANFTPVNGS SGNQSVRLVT SSSHNRYETV EMVFIATVTG SLSLVTVVGN ILVMLSIKVN RQLQTVNNYF LFSLACADLI IGAFSMNLY TVYIIKGYWP LGAVVCDLWL ALDYVVSNAS VMNLLIISFD RYFCVTKPLT YPARRTTKMA GLMIAAAWVL S FVLWAPAI ...文字列:
MANFTPVNGS SGNQSVRLVT SSSHNRYETV EMVFIATVTG SLSLVTVVGN ILVMLSIKVN RQLQTVNNYF LFSLACADLI IGAFSMNLY TVYIIKGYWP LGAVVCDLWL ALDYVVSNAS VMNLLIISFD RYFCVTKPLT YPARRTTKMA GLMIAAAWVL S FVLWAPAI LFWQFVVGKR TVPDNQCFIQ FLSNPAVTFG TAIAAFYLPV VIMTVLYIHI SLASRSRVHK HRPEGPKEKK AV ARKFASI ARNQVRKKRQ MAARERKVTR TIFAILLAFI LTWTPYNVMV LVNTFCQSCI PDTVWSIGYW LCYVNSTINP ACY ALCNAT FKKTFRHLLL CQYRNIGTAR

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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1.87 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Homemade / 材質: NICKEL/TITANIUM / メッシュ: 300
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 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: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
平均電子線量: 58.0 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm
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: 4814856
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

5dsg

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 270892
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

5dsg

精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT / 温度因子: 64.2
得られたモデル

PDB-7v69:
Cryo-EM structure of a class A GPCR-G protein complex

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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://pdbjlvh1.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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