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- EMDB-38041: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-38041
タイトルhuman KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2
マップデータ
試料
  • 細胞器官・細胞要素: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: N-(4-azanyl-1,2-dihydroacenaphthylen-5-yl)-4-fluoranyl-benzamide
キーワードPotassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2 / Ebio1-S1 / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


axon initial segment / Voltage gated Potassium channels / node of Ranvier / voltage-gated monoatomic cation channel activity / Interaction between L1 and Ankyrins / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels ...axon initial segment / Voltage gated Potassium channels / node of Ranvier / voltage-gated monoatomic cation channel activity / Interaction between L1 and Ankyrins / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / ankyrin binding / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / PKA activation / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity / organelle localization by membrane tethering / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / autophagosome membrane docking / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / regulation of cardiac muscle cell action potential / action potential / positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / negative regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Phase 0 - rapid depolarisation / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / protein phosphatase activator activity / RHO GTPases activate PAKs / Ion transport by P-type ATPases / : / Uptake and function of anthrax toxins / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / voltage-gated potassium channel activity / catalytic complex / DARPP-32 events / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / Smooth Muscle Contraction / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / RHO GTPases activate IQGAPs / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / calcium channel inhibitor activity / cellular response to interferon-beta / eNOS activation / Protein methylation / voltage-gated potassium channel complex / Activation of AMPK downstream of NMDARs / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / : / Ion homeostasis / titin binding / positive regulation of protein autophosphorylation / regulation of calcium-mediated signaling / sperm midpiece / calcium channel complex / potassium ion transmembrane transport / substantia nigra development / adenylate cyclase activator activity / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / regulation of heart rate / sarcomere / FCERI mediated Ca+2 mobilization / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / protein serine/threonine kinase activator activity / VEGFR2 mediated vascular permeability / VEGFR2 mediated cell proliferation / regulation of cytokinesis / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / spindle microtubule / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / RAF activation / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / positive regulation of protein serine/threonine kinase activity / Stimuli-sensing channels / cellular response to type II interferon / spindle pole / response to calcium ion / RAS processing / Signaling by RAF1 mutants / Signaling by moderate kinase activity BRAF mutants / Paradoxical activation of RAF signaling by kinase inactive BRAF / Signaling downstream of RAS mutants / calcium-dependent protein binding / G2/M transition of mitotic cell cycle / Signaling by BRAF and RAF1 fusions
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ2 / Ankyrin-G binding site / Ankyrin-G binding motif of KCNQ2-3 / Unstructured region on Potassium channel subunit alpha KvLQT2 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ2 / Ankyrin-G binding site / Ankyrin-G binding motif of KCNQ2-3 / Unstructured region on Potassium channel subunit alpha KvLQT2 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2 / Calmodulin-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: 3.0 Å
データ登録者Ma D / Guo J
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2020YFA0908501 中国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2018YFA0508100 中国
引用ジャーナル: Nat Chem Biol / 年: 2024
タイトル: A small-molecule activation mechanism that directly opens the KCNQ2 channel.
著者: Shaoying Zhang / Demin Ma / Kun Wang / Ya Li / Zhenni Yang / Xiaoxiao Li / Junnan Li / Jiangnan He / Lianghe Mei / Yangliang Ye / Zongsheng Chen / Juwen Shen / Panpan Hou / Jiangtao Guo / ...著者: Shaoying Zhang / Demin Ma / Kun Wang / Ya Li / Zhenni Yang / Xiaoxiao Li / Junnan Li / Jiangnan He / Lianghe Mei / Yangliang Ye / Zongsheng Chen / Juwen Shen / Panpan Hou / Jiangtao Guo / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang /
要旨: Pharmacological activation of voltage-gated ion channels by ligands serves as the basis for therapy and mainly involves a classic gating mechanism that augments the native voltage-dependent open ...Pharmacological activation of voltage-gated ion channels by ligands serves as the basis for therapy and mainly involves a classic gating mechanism that augments the native voltage-dependent open probability. Through structure-based virtual screening, we identified a new scaffold compound, Ebio1, serving as a potent and subtype-selective activator for the voltage-gated potassium channel KCNQ2 and featuring a new activation mechanism. Single-channel patch-clamp, cryogenic-electron microscopy and molecular dynamic simulations, along with chemical derivatives, reveal that Ebio1 engages the KCNQ2 activation by generating an extended channel gate with a larger conductance at the saturating voltage (+50 mV). This mechanism is different from the previously observed activation mechanism of ligands on voltage-gated ion channels. Ebio1 caused S6 helices from residues S303 and F305 to perform a twist-to-open movement, which was sufficient to open the KCNQ2 gate. Overall, our findings provide mechanistic insights into the activation of KCNQ2 channel by Ebio1 and lend support for KCNQ-related drug development.
履歴
登録2023年11月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月17日-
マップ公開2024年1月17日-
更新2024年7月17日-
現状2024年7月17日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_38041.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_38041.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 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

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明度
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その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 Å		0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 Å		0.93 Å/pix.
x 240 pix.
= 223.2 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: 0.93 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: 0.0032
最小 - 最大-0.04079584 - 0.07813664
平均 (標準偏差)0.00024167282 (±0.0025256204)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 223.2 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: #1

ファイルemd_38041_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_38041_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 : human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2

全体名称: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2
要素
  • 細胞器官・細胞要素: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: N-(4-azanyl-1,2-dihydroacenaphthylen-5-yl)-4-fluoranyl-benzamide

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超分子 #1: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2

超分子名称: human KCNQ2-CaM-Ebio1-S1 complex in the presence of PIP2
タイプ: organelle_or_cellular_component / 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)

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 73.627812 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAGKPPKRNA FYRKLQNFLY NVLERPRGWA FIYHAYVFLL VFSCLVLSVF STIKEYEKSS EGALYILEIV TIVVFGVEYF VRIWAAGCC CRYRGWRGRL KFARKPFCVI DIMVLIASIA VLAAGSQGNV FATSALRSLR FLQILRMIRM DRRGGTWKLL G SVVYAHSK ...文字列:
MAGKPPKRNA FYRKLQNFLY NVLERPRGWA FIYHAYVFLL VFSCLVLSVF STIKEYEKSS EGALYILEIV TIVVFGVEYF VRIWAAGCC CRYRGWRGRL KFARKPFCVI DIMVLIASIA VLAAGSQGNV FATSALRSLR FLQILRMIRM DRRGGTWKLL G SVVYAHSK ELVTAWYIGF LCLILASFLV YLAEKGENDH FDTYADALWW GLITLTTIGY GDKYPQTWNG RLLAATFTLI GV SFFALPA GILGSGFALK VQEQHRQKHF EKRRNPAAGL IQSAWRFYAT NLSRTDLHST WQYYERTVTV PMYSSQTQTY GAS RLIPPL NQLELLRNLK SKSGLAFRKD PPPEPSPSKG SPCRGPLCGC CPGRSSQKVS LKDRVFSSPR GVAAKGKGSP QAQT VRRSP SADQSLEDSP SKVPKSWSFG DRSRARQAFR IKGAASRQNS EEASLPGEDI VDDKSCPCEF VTEDLTPGLK VSIRA VCVM RFLVSKRKFK ESLRPYDVMD VIEQYSAGHL DMLSRIKSLQ SRVDQIVGRG PAITDKDRTK GPAEAELPED PSMMGR LGK VEKQVLSMEK KLDFLVNIYM QRMGIPPTET EAYFGAKEPE PAPPYHSPED SREHVDRHGC IVKIVRSSSS TGQKNFS VE GGSSGGWSHP QFEK

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 2

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分子 #2: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-1

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分子 #3: N-(4-azanyl-1,2-dihydroacenaphthylen-5-yl)-4-fluoranyl-benzamide

分子名称: N-(4-azanyl-1,2-dihydroacenaphthylen-5-yl)-4-fluoranyl-benzamide
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: 7Q0
分子量理論値: 306.334 Da
Chemical component information

ChemComp-7Q0:
N-(4-azanyl-1,2-dihydroacenaphthylen-5-yl)-4-fluoranyl-benzamide

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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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 52.0 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）: 1.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7cr3

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 151312
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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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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