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- EMDB-36794: Cryo-EM structure of Na+,K+-ATPase alpha2 from Artemia salina in ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36794
タイトルCryo-EM structure of Na+,K+-ATPase alpha2 from Artemia salina in cation-free E2P form
マップデータ
試料
  • 複合体: Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase alpha2KK
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase beta2
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION
キーワードP-type ATPase / sodium pump / membrane protein (膜タンパク質) / transporter (運搬体タンパク質) / TRANSPORT PROTEIN (運搬体タンパク質)
生物種Artemia salina (甲殻類)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.44 Å
データ登録者Abe K / Artigas P
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: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2023
タイトル: A Na pump with reduced stoichiometry is up-regulated by brine shrimp in extreme salinities.
著者: Pablo Artigas / Dylan J Meyer / Victoria C Young / Kerri Spontarelli / Jessica Eastman / Evan Strandquist / Huan Rui / Benoît Roux / Matthew A Birk / Hanayo Nakanishi / Kazuhiro Abe / Craig Gatto /
要旨: Brine shrimp () are the only animals to thrive at sodium concentrations above 4 M. Salt excretion is powered by the Na,K-ATPase (NKA), a heterodimeric (αβ) pump that usually exports 3Na in exchange ...Brine shrimp () are the only animals to thrive at sodium concentrations above 4 M. Salt excretion is powered by the Na,K-ATPase (NKA), a heterodimeric (αβ) pump that usually exports 3Na in exchange for 2 K per hydrolyzed ATP. express several NKA catalytic α-subunit subtypes. High-salinity adaptation increases abundance of α2, an isoform that contains two lysines (Lys308 and Lys758 in transmembrane segments TM4 and TM5, respectively) at positions where canonical NKAs have asparagines ( α1's Asn333 and Asn785). Using de novo transcriptome assembly and qPCR, we found that express two salinity-independent canonical α subunits (α1 and α3), as well as two β variants, in addition to the salinity-controlled α2. These β subunits permitted heterologous expression of the α2 pump and determination of its CryoEM structure in a closed, ion-free conformation, showing Lys758 residing within the ion-binding cavity. We used electrophysiology to characterize the function of α2 pumps and compared it to that of α1 (and its α2-mimicking single- and double-lysine substitutions). The double substitution N333K/N785K confers α2-like characteristics to α1, and mutant cycle analysis reveals energetic coupling between these two residues, illustrating how α2's Lys308 helps to maintain high affinity for external K when Lys758 occupies an ion-binding site. By measuring uptake under voltage clamp of the K-congener Rb, we prove that double-lysine-substituted pumps transport 2Na and 1 K per catalytic cycle. Our results show how the two lysines contribute to generate a pump with reduced stoichiometry allowing to maintain steeper Na gradients in hypersaline environments.
履歴
登録2023年7月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年11月29日-
マップ公開2023年11月29日-
更新2024年1月31日-
現状2024年1月31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_36794.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_36794.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 347.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.752 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.25
最小 - 最大-1.0031608 - 1.8978219
平均 (標準偏差)-0.0015046176 (±0.036503237)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ450450450
Spacing450450450
セルA=B=C: 338.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_36794_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)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_36794_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: #2

ファイルemd_36794_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 : Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina

全体名称: Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina
要素
  • 複合体: Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase alpha2KK
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase beta2
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION

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超分子 #1: Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina

超分子名称: Na+,K+-ATPase alpha2/beta2 from Artemia Salina / 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: Artemia salina (甲殻類)
分子量理論値: 130 KDa

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分子 #1: Na+,K+-ATPase alpha2KK

分子名称: Na+,K+-ATPase alpha2KK / 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: Artemia salina (甲殻類)
分子量理論値: 111.144211 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGKKQGKQLS DLKKELELDQ HKIPLEELCR RLGTNTETGL TSSQAKSHLE KYGPNALTPP RTTPEWIKFC KQLFGGFQML LWIGSILCF IAYTMEKYKN PDVLGDNLYL GLALLFVVIM TGCFAYYQDH NASKIMDSFK NLMPQFAFVI RDGKKIQLKA E EVTVGDLV ...文字列:
MGKKQGKQLS DLKKELELDQ HKIPLEELCR RLGTNTETGL TSSQAKSHLE KYGPNALTPP RTTPEWIKFC KQLFGGFQML LWIGSILCF IAYTMEKYKN PDVLGDNLYL GLALLFVVIM TGCFAYYQDH NASKIMDSFK NLMPQFAFVI RDGKKIQLKA E EVTVGDLV EVKFGDRIPA DIRITSCQSM KVDNSSLTGE SEPQSRSTEC TNDNPLETKN LAFFFTNTLE GTGRGIVINV GD DSVMGRI ACLASSLDSG KTPIAREIEH FIHIITAMAV SLAAVFAVIS FLYGYTWLEA AIFMIGIIVA KVPEGLLATV TVC LTLTAK RMAKKNCLVR NLEAVETLGS TSTICSDKTG TLTQNRMTVA HMWFDQKIVT ADTTENQSGN QLYRGSKGFP ELIR VASLC SRAEFKTEHA HLPVLKRDVN GDASEAAILK FAEMSTGSVM NIRSKQKKVS EIPFNSANKY QVSVHEREDK SGYFL VMKG APERILERCS TILIDGTEIP LDNHMKECFN NAYMELGGMG ERVLGFCDFE LPSDQYPRGY VFDADEPNFP ISGLRF VGL MSMIDPPRAA VPDAVSKCRS AGIKVIMVTG DHPITAKAIA RQVGIISEGH ETVDDIAARL NIPVSEVNPR SAQAAVI HG NDLKDMNSDQ LDDILRHYRE IVFARTSPQQ KLIIVEGVQR QGEFVAVTGD GVNDSPALKK ADIGVAMGIA GSDVSKQA A DMILLDDNFA SIVTGVEEGR LIFDNIKKSI AYTLTSKIPE LSPFLMYILF DLPLAIGTVT ILCIDLGTDV VPAISMAYE GPEADPRKPR DPVKEKLVNE RLISMAYGQI GVMQAFGGFF TYFVIMGECG FLPNRLFGLR KWWESKAYND LTDSYGQEWT WDARKQLEY TCHTAFFISI VIVQWTDLII CKTRRLSLFQ QGMKNGTLNF ALVFETCVAA FLSYTPGMDK GLRMYPLKIW W WFPPMPFS LLILVYDECR KFLMRRNPGG FLERETYY

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分子 #2: Na+,K+-ATPase beta2

分子名称: Na+,K+-ATPase beta2 / 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: Artemia salina (甲殻類)
分子量理論値: 38.496422 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGDYKDDDDK SSGENLYFQG MADKKPEEFF VGSGPKPTKW QSVKTFIWNS ETSEFMGRTG VNWAKITIFY VIFYTLLAGF FAGMLMIFY QTLDFKIPKW QNKDSLIGTN PGLGFRPMPP EAQVDSTLIQ FKHGIKGDWQ YWVHSLTEFL EPYETLTSSG Q EFTNCDFD ...文字列:
MGDYKDDDDK SSGENLYFQG MADKKPEEFF VGSGPKPTKW QSVKTFIWNS ETSEFMGRTG VNWAKITIFY VIFYTLLAGF FAGMLMIFY QTLDFKIPKW QNKDSLIGTN PGLGFRPMPP EAQVDSTLIQ FKHGIKGDWQ YWVHSLTEFL EPYETLTSSG Q EFTNCDFD KPPQEGKACN FNVELLGDHC TKENNFGYEL GKPCVLIKLN KIFGWRPEVY NSSAEVPEDM PADLKSYIKD IE TGNKTHM NMVWLSCEGE TANDKEKIGT ITYTPFRGFP AYYYPYLNVP GYLTPVVALQ FGSLQNGQAV NVECKAWANN ISR DRQRRL GSVHFEIRMD

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分子 #3: TETRAFLUOROALUMINATE ION

分子名称: TETRAFLUOROALUMINATE ION / タイプ: ligand / ID: 3 / 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

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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8 mg/mL
緩衝液pH: 7
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡JEOL CRYO ARM 300
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 FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 60.0 e/Å2

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

2zxe

初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.44 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 39483
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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