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基本情報
登録情報 | ![]() | ||||||||||||
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タイトル | Kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) embedded in peptidisc | ||||||||||||
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![]() | Retinal Protein / Channelrhodopsin / Cation channel / Peptidisc / Optogenetics / TRANSPORT PROTEIN | ||||||||||||
生物種 | ![]() | ||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.88 Å | ||||||||||||
![]() | Morizumi T / Kim K / Li H / Spudich JL / Ernst OP | ||||||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Structures of channelrhodopsin paralogs in peptidiscs explain their contrasting K and Na selectivities. 著者: Takefumi Morizumi / Kyumhyuk Kim / Hai Li / Elena G Govorunova / Oleg A Sineshchekov / Yumei Wang / Lei Zheng / Éva Bertalan / Ana-Nicoleta Bondar / Azam Askari / Leonid S Brown / John L ...著者: Takefumi Morizumi / Kyumhyuk Kim / Hai Li / Elena G Govorunova / Oleg A Sineshchekov / Yumei Wang / Lei Zheng / Éva Bertalan / Ana-Nicoleta Bondar / Azam Askari / Leonid S Brown / John L Spudich / Oliver P Ernst / ![]() ![]() ![]() ![]() 要旨: Kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) is a light-gated channel used for optogenetic silencing of mammalian neurons. It selects K over Na in the absence of the canonical ...Kalium channelrhodopsin 1 from Hyphochytrium catenoides (HcKCR1) is a light-gated channel used for optogenetic silencing of mammalian neurons. It selects K over Na in the absence of the canonical tetrameric K selectivity filter found universally in voltage- and ligand-gated channels. The genome of H. catenoides also encodes a highly homologous cation channelrhodopsin (HcCCR), a Na channel with >100-fold larger Na to K permeability ratio. Here, we use cryo-electron microscopy to determine atomic structures of these two channels embedded in peptidiscs to elucidate structural foundations of their dramatically different cation selectivity. Together with structure-guided mutagenesis, we show that K versus Na selectivity is determined at two distinct sites on the putative ion conduction pathway: in a patch of critical residues in the intracellular segment (Leu69/Phe69, Ile73/Ser73 and Asp116) and within a cluster of aromatic residues in the extracellular segment (primarily, Trp102 and Tyr222). The two filters are on the opposite sides of the photoactive site involved in channel gating. | ||||||||||||
履歴 |
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構造の表示
添付画像 |
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ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | ![]() | 59.8 MB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 20.8 KB 20.8 KB | 表示 表示 | ![]() |
FSC (解像度算出) | ![]() | 8.4 KB | 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 43.7 KB | ||
Filedesc metadata | ![]() | 6.7 KB | ||
その他 | ![]() ![]() | 59.3 MB 59.3 MB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | ![]() | 761.7 KB | 表示 | ![]() |
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文書・詳細版 | ![]() | 761.3 KB | 表示 | |
XML形式データ | ![]() | 16.5 KB | 表示 | |
CIF形式データ | ![]() | 21.1 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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マップ
ファイル | ![]() | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.03 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_40062_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_40062_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
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試料の構成要素
-全体 : Kalium channelrhodopsin 1 trimer reconstituted into nanodiscs
全体 | 名称: Kalium channelrhodopsin 1 trimer reconstituted into nanodiscs |
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要素 |
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-超分子 #1: Kalium channelrhodopsin 1 trimer reconstituted into nanodiscs
超分子 | 名称: Kalium channelrhodopsin 1 trimer reconstituted into nanodiscs タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 30.49385 KDa |
-分子 #1: Kalium Channelrhodopsin 1
分子 | 名称: Kalium Channelrhodopsin 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 30.515744 KDa |
組換発現 | 生物種: ![]() |
配列 | 文字列: MPFYDSRPPE GWPKGSINDM DYPLLGSICA VCCVFVAGSG IWMLYRLDLG MGYSCKPYKS GRAPEVNSLS GIICLLCGTM YAAKSFDFF DGGGTPFSLN WYWYLDYVFT CPLLILDFAF TLDLPHKIRY FFAVFLTLWC GVAAFVTPSA YRFAYYALGC C WFTPFALS ...文字列: MPFYDSRPPE GWPKGSINDM DYPLLGSICA VCCVFVAGSG IWMLYRLDLG MGYSCKPYKS GRAPEVNSLS GIICLLCGTM YAAKSFDFF DGGGTPFSLN WYWYLDYVFT CPLLILDFAF TLDLPHKIRY FFAVFLTLWC GVAAFVTPSA YRFAYYALGC C WFTPFALS LMRHVKERYL VYPPKCQRWL FWACVIFFGF WPMFPILFIF SWLGTGHISQ QAFYIIHAFL DLTCKSIFGI LM TVFRLEL EEHTEVQGLP LNEPETLS |
-分子 #2: RETINAL
分子 | 名称: RETINAL / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: RET |
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分子量 | 理論値: 284.436 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-RET: |
-分子 #3: SODIUM ION
分子 | 名称: SODIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 |
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分子量 | 理論値: 22.99 Da |
-分子 #4: CHOLESTEROL
分子 | 名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: CLR |
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分子量 | 理論値: 386.654 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-CLR: |
-分子 #5: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine
分子 | 名称: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 5 / 式: PEE |
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分子量 | 理論値: 744.034 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-PEE: |
-分子 #6: water
分子 | 名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 15 / 式: HOH |
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分子量 | 理論値: 18.015 Da |
Chemical component information | ![]() ChemComp-HOH: |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 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 | 0.35 mg/mL | |||||||||
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緩衝液 | pH: 7.5 構成要素:
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グリッド | モデル: Homemade / 材質: COPPER/RHODIUM / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 30 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.038 kPa | |||||||||
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 | |||||||||
詳細 | Sample was kept in the dark prior to freezing. |
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電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: OTHER / デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 12104 / 平均電子線量: 40.0 e/Å2 詳細: Images collected in movie mode, 30 fractions per movie, Falcon 4i detector |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: ![]() |
電子光学系 | 照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 2.4 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 0.8 µm / 倍率(公称値): 75000 |
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 |
実験機器 | ![]() モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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画像解析
-原子モデル構築 1
初期モデル | Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model |
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精密化 | 空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 158.5 当てはまり具合の基準: Cross correlation coefficent |
得られたモデル | ![]() PDB-8gi8: |