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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-3907
タイトルThe electron crystallography structure of the cAMP-bound potassium channel MloK1 (PCO-refined)
マップデータPCO (Projective ConstraintOptimization) - refined 3D volume of MloK1 with cAMP
試料
  • 複合体: MloK1 tetramer
    • タンパク質・ペプチド: Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241
  • リガンド: POTASSIUM ION
キーワードMloK1 / MlotiK1 / potassium channel / CNBD / cytoplasmic domains / PCO refinement / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


intracellular cyclic nucleotide activated cation channel complex / intracellularly cGMP-activated cation channel activity / intracellularly cAMP-activated cation channel activity / potassium channel activity / cGMP binding / cAMP binding / protein-containing complex binding / identical protein binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cyclic nucleotide-regulated ion channel, N-terminal / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily / RmlC-like jelly roll fold ...Cyclic nucleotide-regulated ion channel, N-terminal / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily / RmlC-like jelly roll fold / Ion transport domain / Ion transport protein
類似検索 - ドメイン・相同性
Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241
類似検索 - 構成要素
生物種Mesorhizobium loti (根粒菌) / Mesorhizobium loti MAFF303099 (根粒菌)
手法電子線結晶学 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.5 Å
データ登録者Kowal J / Biyani N
資金援助 スイス, 1件
OrganizationGrant number国
Swiss National Science Foundation315230_146929, 205320_144427 スイス
引用ジャーナル: Structure / 年: 2018
タイトル: High-Resolution Cryoelectron Microscopy Structure of the Cyclic Nucleotide-Modulated Potassium Channel MloK1 in a Lipid Bilayer.
著者: Julia Kowal / Nikhil Biyani / Mohamed Chami / Sebastian Scherer / Andrzej J Rzepiela / Paul Baumgartner / Vikrant Upadhyay / Crina M Nimigean / Henning Stahlberg /
要旨: Eukaryotic cyclic nucleotide-modulated channels perform their diverse physiological roles by opening and closing their pores to ions in response to cyclic nucleotide binding. We here present a ...Eukaryotic cyclic nucleotide-modulated channels perform their diverse physiological roles by opening and closing their pores to ions in response to cyclic nucleotide binding. We here present a structural model for the cyclic nucleotide-modulated potassium channel homolog from Mesorhizobium loti, MloK1, determined from 2D crystals in the presence of lipids. Even though crystals diffract electrons to only ∼10 Å, using cryoelectron microscopy (cryo-EM) and recently developed computational methods, we have determined a 3D map of full-length MloK1 in the presence of cyclic AMP (cAMP) at ∼4.5 Å isotropic 3D resolution. The structure provides a clear picture of the arrangement of the cyclic nucleotide-binding domains with respect to both the pore and the putative voltage sensor domains when cAMP is bound, and reveals a potential gating mechanism in the context of the lipid-embedded channel.
履歴
登録2017年10月8日-
ヘッダ(付随情報) 公開2017年12月20日-
マップ公開2017年12月27日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15日処理サイト: PDBe / 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: 600
  • 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: 600
  • 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-6eo1
  • 表面レベル: 600
  • 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_3907_1.png

emd_3907_2.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_3907.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 9.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈PCO (Projective ConstraintOptimization) - refined 3D volume of MloK1 with cAMP
ボクセルのサイズX: 0.955 Å / Y: 0.955 Å / Z: 1.045 Å
密度
表面レベル登録者による: 600.0 / ムービー #1: 600
最小 - 最大-499.997529999999983 - 2773.677000000000135
平均 (標準偏差)9.9917555 (±257.078700000000026)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin550
サイズ112112201
Spacing112112201
セルA: 106.96 Å / B: 106.96 Å / C: 210.045 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.9550.9551.045
M x/y/z112112201
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z106.960106.960210.045
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS550
NC/NR/NS112112201
D min/max/mean-499.9982773.6779.992

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添付データ

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追加マップ: Back-projected 3D volume of MloK1 with cAMP

ファイルemd_3907_additional.map
注釈Back-projected 3D volume of MloK1 with cAMP
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 : MloK1 tetramer

全体名称: MloK1 tetramer
要素
  • 複合体: MloK1 tetramer
    • タンパク質・ペプチド: Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241
  • リガンド: POTASSIUM ION

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超分子 #1: MloK1 tetramer

超分子名称: MloK1 tetramer / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
詳細: Cyclic nucleotide-modulated potassium channel in the presence of cAMP ligand, reconstituted into 2D lipid membrane crystals.
由来(天然)生物種: Mesorhizobium loti (根粒菌) / 器官: Membrane
分子量理論値: 148 KDa

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分子 #1: Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241

分子名称: Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241 / 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: Mesorhizobium loti MAFF303099 (根粒菌) / 器官: Membrane
分子量理論値: 37.766297 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MSVLPFLRIY APLNAVLAAP GLLAVAALTI PDMSGRSRLA LAALLAVIWG AYLLQLAATL LKRRAGVVRD RTPKIAIDVL AVLVPLAAF LLDGSPDWSL YCAVWLLKPL RDSTFFPVLG RVLANEARNL IGVTTLFGVV LFAVALAAYV IERDIQPEKF G SIPQAMWW ...文字列:
MSVLPFLRIY APLNAVLAAP GLLAVAALTI PDMSGRSRLA LAALLAVIWG AYLLQLAATL LKRRAGVVRD RTPKIAIDVL AVLVPLAAF LLDGSPDWSL YCAVWLLKPL RDSTFFPVLG RVLANEARNL IGVTTLFGVV LFAVALAAYV IERDIQPEKF G SIPQAMWW AVVTLSTTGY GDTIPQSFAG RVLAGAVMMS GIGIFGLWAG ILATGFYQEV RRGDFVRNWQ LVAAVPLFQK LG PAVLVEI VRALRARTVP AGAVICRIGE PGDRMFFVVE GSVSVATPNP VELGPGAFFG EMALISGEPR SATVSAATTV SLL SLHSAD FQMLCSSSPE IAEIFRKTAL ERRGAAASA

UniProtKB: Cyclic nucleotide-gated potassium channel mll3241

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分子 #2: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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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
解析電子線結晶学
試料の集合状態2D array

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試料調製

濃度0.7 mg/mL
緩衝液pH: 7.6
詳細: 20 mM KCl, 20 mM Tris-HCl pH 7.6, 1 mM BaCl2, 1 mM EDTA, 0.2 mM cAMP
グリッドモデル: Quantifoil R3.5/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: CONTINUOUS / 支持フィルム - Film thickness: 3 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: 3.5 second-blotting.
結晶化脂質・タンパク質比: 0.8 / 脂質混合液: E.coli polar lipids / 装置: dialysis buttons / 雰囲気: dialysis buffer / 温度: 293.0 K / 時間: 5.0 DAY
詳細: DM solubilized MloK1 sample was mixed with E. coli polar lipid extract (Avanti Polar Lipids) at a lipid to protein ratio of 0.8 and dialyzed against detergent free buffer. 2D crystals of the ...詳細: DM solubilized MloK1 sample was mixed with E. coli polar lipid extract (Avanti Polar Lipids) at a lipid to protein ratio of 0.8 and dialyzed against detergent free buffer. 2D crystals of the lipid embedded protein were obtained within 5 days.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS
エネルギーフィルター - エネルギー下限: 0 eV
エネルギーフィルター - エネルギー上限: 20 eV
詳細pixel size 1.3 A/pix
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 30 / 実像数: 346 / 平均露光時間: 16.0 sec. / 平均電子線量: 45.0 e/Å2
詳細: Each image was dose-fractionated in 40 frames (16 sec in total, 0.4-sec frames). The dose rate was set to ~5 counts/sec/physical-pixel (~2.8 e-/s/A2)leading to a total dose of ~45 e-/A2. Pixel size was 1.3A/pix.
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 4.3 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.75 µm / 倍率（公称値）: 50000 / カメラ長: 800 mm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN / 傾斜角度: 0.0, 55.0
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Gatan Quantum-LS energy filter, with K2 Summit detector
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.5 Å / 解像度の算出法: OTHER
結晶パラメータ単位格子 - A: 135 Å / 単位格子 - B: 135 Å / 単位格子 - C: 200 Å / 単位格子 - C sampling length: 135 Å / 単位格子 - γ: 90 ° / 面群: P 4 21 2
Merging software listソフトウェア - 詳細: Arheit et al., 2013a; Arheit et al., 2013b; Arheit et al., 2013c; Gipson et al., 2008; Gipson et al., 2007; Gipson et al., 2011; Biyani et al., 2017
Crystallography statisticsNumber intensities measured: 6361 / Number structure factors: 6901357 / Fourier space coverage: 100 / R sym: 99 / R merge: 99 / Overall phase error: 99 / Overall phase residual: 99 / Phase error rejection criteria: 99 / High resolution: 4.5 Å
詳細: Image processing was done with FOCUS (formerly 2dx), available at FOCUS-EM.org. Arheit et al., 2013a; Arheit et al., 2013b; Arheit et al., 2013c; Gipson et al., 2008; Gipson et al., 2007; ...詳細: Image processing was done with FOCUS (formerly 2dx), available at FOCUS-EM.org. Arheit et al., 2013a; Arheit et al., 2013b; Arheit et al., 2013c; Gipson et al., 2008; Gipson et al., 2007; Gipson et al., 2011; Biyani et al., 2017. Rsym, Rmerge, and phase errors are not available.
殻 - Shell ID: 1 / 殻 - High resolution: 4.5 Å / 殻 - Low resolution: 6.0 Å / 殻 - Number structure factors: 6901357 / 殻 - Phase residual: 99 / 殻 - Fourier space coverage: 100 / 殻 - Multiplicity: 300

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

4chv


Chain - Chain ID: A / Chain - Residue range: 1-355 / Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
詳細The initial model was obtained using Modeller (Sali and Blundell, 1993); in particular, the missing fragments were generated for the previously published PDB 4CHV model. This starting model was refined using the Rosetta for cryo-EM package (DiMaio et al., 2015). The symmetry of the channel was restrained during optimization runs (performed following the package tutorial (Wang and DiMaio,2015)). A model with a high fit score to the cryo-EM map and a low energy, as defined by the Rosetta force field, was selected from 100 Rosetta models generated and refined further. Several rounds of manual refinement with Coot (Emsley et al.,2010) and global optimization with Phenix (real_space_refine method (Afonine et al., 2013)) were carried out. Secondary structure constraints were imposed to stabilize the fold of helices and b-sheets during the global optimization.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: fit energy
得られたモデル

PDB-6eo1:
The electron crystallography structure of the cAMP-bound potassium channel MloK1 (PCO-refined)

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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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