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- EMDB-40093: multi-drug efflux pump RE-CmeB bound with Ciprofloxacin -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-40093
タイトルmulti-drug efflux pump RE-CmeB bound with Ciprofloxacin
マップデータmulti-drug efflux pump RE-CmeB bound with Ciprofloxacin
試料
  • 複合体: RE-CmeB
    • タンパク質・ペプチド: Efflux pump membrane transporter
  • リガンド: 1-CYCLOPROPYL-6-FLUORO-4-OXO-7-PIPERAZIN-1-YL-1,4-DIHYDROQUINOLINE-3-CARBOXYLIC ACID
キーワードefflux pump / membrane protein
機能・相同性
機能・相同性情報


xenobiotic transport / efflux transmembrane transporter activity / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sterol-sensing domain (SSD) profile. / Sterol-sensing domain / Hydrophobe/amphiphile efflux-1 HAE1 / Acriflavin resistance protein / Multidrug efflux transporter AcrB TolC docking domain, DN/DC subdomains / AcrB/AcrD/AcrF family
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Campylobacter jejuni (カンピロバクター)
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Zhang Z
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID) 米国
引用ジャーナル: Microbiol Spectr / 年: 2023
タイトル: Cryo-Electron Microscopy Structures of a Campylobacter Multidrug Efflux Pump Reveal a Novel Mechanism of Drug Recognition and Resistance.
著者: Zhemin Zhang / Nicholas Lizer / Zuowei Wu / Christopher E Morgan / Yuqi Yan / Qijing Zhang / Edward W Yu /
要旨: Campylobacter jejuni is a bacterium that is commonly present in the intestinal tracts of animals. It is also a major foodborne pathogen that causes gastroenteritis in humans. The most predominant and ...Campylobacter jejuni is a bacterium that is commonly present in the intestinal tracts of animals. It is also a major foodborne pathogen that causes gastroenteritis in humans. The most predominant and clinically important multidrug efflux system in C. jejuni is the CmeABC (Campylobacter multidrug efflux) pump, a tripartite system that includes an inner membrane transporter (CmeB), a periplasmic fusion protein (CmeA), and an outer membrane channel protein (CmeC). This efflux protein machinery mediates resistance to a number of structurally diverse antimicrobial agents. A recently identified CmeB variant, termed resistance enhancing CmeB (RE-CmeB), can increase its multidrug efflux pump activity, likely by influencing antimicrobial recognition and extrusion. Here, we report structures of RE-CmeB in its apo form as well as in the presence of four different drugs by using single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM). Coupled with mutagenesis and functional studies, this structural information allows us to identify critical amino acids that are important for drug resistance. We also report that RE-CmeB utilizes a somewhat unique subset of residues to bind different drugs, thereby optimizing its ability to accommodate different compounds with distinct scaffolds. These findings provide insights into the structure-function relationship of this newly emerged antibiotic efflux transporter variant in Campylobacter. Campylobacter jejuni has emerged as one of the most problematic and highly antibiotic-resistant pathogens, worldwide. The Centers for Disease Control and Prevention have designated antibiotic-resistant C. jejuni as a serious antibiotic resistance threat in the United States. We recently identified a C. jejuni resistance enhancing CmeB (RE-CmeB) variant that can increase its multidrug efflux pump activity and confers an exceedingly high-level of resistance to fluoroquinolones. Here, we report the cryo-EM structures of this prevalent and clinically important C. jejuni RE-CmeB multidrug efflux pump in both the absence and presence of four antibiotics. These structures allow us to understand the action mechanism for multidrug recognition in this pump. Our studies will ultimately inform an era in structure-guided drug design to combat multidrug resistance in these Gram-negative pathogens.
履歴
登録2023年3月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年5月31日-
マップ公開2023年5月31日-
更新2023年10月4日-
現状2023年10月4日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_40093.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_40093.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 166.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈multi-drug efflux pump RE-CmeB bound with Ciprofloxacin
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.07 Å/pix.
x 352 pix.
= 376.64 Å		1.07 Å/pix.
x 352 pix.
= 376.64 Å		1.07 Å/pix.
x 352 pix.
= 376.64 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: 1.07 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: 0.15
最小 - 最大-0.30864498 - 0.7667275
平均 (標準偏差)0.00022276699 (±0.021234216)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ352352352
Spacing352352352
セルA=B=C: 376.64 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: Half Map 1

ファイルemd_40093_half_map_1.map
注釈Half Map 1
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: Half Map 2

ファイルemd_40093_half_map_2.map
注釈Half Map 2
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 : RE-CmeB

全体名称: RE-CmeB
要素
  • 複合体: RE-CmeB
    • タンパク質・ペプチド: Efflux pump membrane transporter
  • リガンド: 1-CYCLOPROPYL-6-FLUORO-4-OXO-7-PIPERAZIN-1-YL-1,4-DIHYDROQUINOLINE-3-CARBOXYLIC ACID

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超分子 #1: RE-CmeB

超分子名称: RE-CmeB / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Campylobacter jejuni (カンピロバクター)

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分子 #1: Efflux pump membrane transporter

分子名称: Efflux pump membrane transporter / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Campylobacter jejuni (カンピロバクター)
分子量理論値: 114.122477 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MFSKFFIERP IFASVVAIII SIAGIIGLAN LPVEQYPSLT PPTVQVSATY TGADAQTIAS TVATPIEDAI NGVDNMIYMD STSSPGQMK LTVYFNIGTD PDQAAIDVNN RISAATAKLP EAVKKLGVTV RKSSSTILEV VSVYSEDSSM NDIDIYNYVS L NILDELKR ...文字列:
MFSKFFIERP IFASVVAIII SIAGIIGLAN LPVEQYPSLT PPTVQVSATY TGADAQTIAS TVATPIEDAI NGVDNMIYMD STSSPGQMK LTVYFNIGTD PDQAAIDVNN RISAATAKLP EAVKKLGVTV RKSSSTILEV VSVYSEDSSM NDIDIYNYVS L NILDELKR IPGVGDASAI GNKNYSMRIW LEPDLLNKFG VTANDVINAV NDQNAQYATG KIGEEPVVNK SPQVISITMQ GR LQTPQEF ENIILRVNED KSFLRIKDVA KVEIGAEQYN STGRLNTSAA VPIIINLQSG ANAVNTAKLI NEKMQELSKN FPQ GLKYQI PYDTTIFVKA SIKEVIKTFV EALALVLVVM YLFLKNFKST IIPMIAVPVS LLGTFAVLYV LGFSINLLTL FALV LAIGI VVDDAIIVVE NIDRILHEDS NISVKDAAIK AMNEVSSPVI SIVLVLCAVF IPVSFISGFV GEIQRQFALT LAISV AISG FVALTLTPSL SALFLTRNES KPFYFIQKFN DFFDWSTSVF SSGVAYILKR TIRFVLVFCI MIGFIAYLFK IVPSSL VPS EDQGVIMSII NLPSGSSIHR TIEEVDTINK NATQMKEISS SVSLIGFDLF TSSLKENAAA VFFILKDWSQ REASSDQ II AQLFGQYAAD RNALSYFLNL PPIPGLSLTG GFEMYAQNKS GKDYDAIQQD VNKMLELART RKELANVRTT LDTSFPQY K LIIDRDKMKY YNLNMQDVFN TISATIGTYY VNDFPMLGKN FQVNIRALGD FRNTQDALKN IYIRSSDNKM IPLNSFLTL VRSAGPDDVK RFNLFPAALI QGDPAPGYTS GQAIDAIAEV AKQSLGDEYS IAWSGSAYQE VSSKGAGAYA FVLGMIFVFL ILAAQYERW LMPLAVITAV PFAVFGSILL VALRGFDNDI YFQTGLLLLI GLSAKNAILI IEFAMEERLK KGKSIFEAAI N AAKLRFRP IIMTSLAFTF GVLPMIFATG AGSASRHSLG TGLIGGMIAA STLAIFFVPL FFYLLENFNE WLDKKRGKVH E

UniProtKB: CmeB

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分子 #2: 1-CYCLOPROPYL-6-FLUORO-4-OXO-7-PIPERAZIN-1-YL-1,4-DIHYDROQUINOLIN...

分子名称: 1-CYCLOPROPYL-6-FLUORO-4-OXO-7-PIPERAZIN-1-YL-1,4-DIHYDROQUINOLINE-3-CARBOXYLIC ACID
タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: CPF
分子量理論値: 331.342 Da
Chemical component information

ChemComp-CPF:
1-CYCLOPROPYL-6-FLUORO-4-OXO-7-PIPERAZIN-1-YL-1,4-DIHYDROQUINOLINE-3-CARBOXYLIC ACID / シプロフロキサシン / 抗生剤*YM

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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: 7.5
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: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 37.9 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 / 倍率（公称値）: 81000
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: NONE
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: 43849
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
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)

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  • 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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