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- EMDB-40508: KCNQ1 with voltage sensor in the up conformation -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-40508
タイトルKCNQ1 with voltage sensor in the up conformation
マップデータ
試料
  • 複合体: Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードvoltage-gated potassium channel / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / rhythmic behavior / stomach development / regulation of gastric acid secretion ...gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / rhythmic behavior / stomach development / regulation of gastric acid secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / Phase 3 - rapid repolarisation / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / Phase 2 - plateau phase / iodide transport / regulation of atrial cardiac muscle cell membrane repolarization / membrane repolarization during ventricular cardiac muscle cell action potential / intracellular chloride ion homeostasis / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / potassium ion export across plasma membrane / voltage-gated potassium channel activity involved in ventricular cardiac muscle cell action potential repolarization / atrial cardiac muscle cell action potential / renal sodium ion absorption / regulation of membrane repolarization / auditory receptor cell development / protein phosphatase 1 binding / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / delayed rectifier potassium channel activity / ventricular cardiac muscle cell action potential / potassium ion homeostasis / Voltage gated Potassium channels / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / regulation of ventricular cardiac muscle cell membrane repolarization / non-motile cilium assembly / outward rectifier potassium channel activity / intestinal absorption / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / cardiac muscle cell contraction / Calmodulin induced events / inner ear morphogenesis / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / PKA activation / adrenergic receptor signaling pathway / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / renal absorption / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / ciliary base / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cardiac muscle cell action potential / protein kinase A regulatory subunit binding / protein kinase A catalytic subunit binding / presynaptic endocytosis / regulation of heart contraction / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / inner ear development / potassium ion import across plasma membrane / Phase 0 - rapid depolarisation / regulation of heart rate by cardiac conduction / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / calcineurin-mediated signaling / monoatomic ion channel complex / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / protein phosphatase activator activity / action potential / cochlea development / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / Smooth Muscle Contraction / voltage-gated potassium channel activity / social behavior / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / positive regulation of heart rate / catalytic complex / RHO GTPases activate IQGAPs / transport vesicle / calcium channel inhibitor activity / presynaptic cytosol / cellular response to interferon-beta
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / 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
Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 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: 2.9 Å
データ登録者Mandala VS / MacKinnon R
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2023
タイトル: The membrane electric field regulates the PIP-binding site to gate the KCNQ1 channel.
著者: Venkata Shiva Mandala / Roderick MacKinnon /
要旨: Voltage-dependent ion channels underlie the propagation of action potentials and other forms of electrical activity in cells. In these proteins, voltage sensor domains (VSDs) regulate opening and ...Voltage-dependent ion channels underlie the propagation of action potentials and other forms of electrical activity in cells. In these proteins, voltage sensor domains (VSDs) regulate opening and closing of the pore through the displacement of their positive-charged S4 helix in response to the membrane voltage. The movement of S4 at hyperpolarizing membrane voltages in some channels is thought to directly clamp the pore shut through the S4-S5 linker helix. The KCNQ1 channel (also known as K7.1), which is important for heart rhythm, is regulated not only by membrane voltage but also by the signaling lipid phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP). KCNQ1 requires PIP to open and to couple the movement of S4 in the VSD to the pore. To understand the mechanism of this voltage regulation, we use cryogenic electron microscopy to visualize the movement of S4 in the human KCNQ1 channel in lipid membrane vesicles with a voltage difference across the membrane, i.e., an applied electric field in the membrane. Hyperpolarizing voltages displace S4 in such a manner as to sterically occlude the PIP-binding site. Thus, in KCNQ1, the voltage sensor acts primarily as a regulator of PIP binding. The voltage sensors' influence on the channel's gate is indirect through the reaction sequence: voltage sensor movement → alter PIP ligand affinity → alter pore opening.
履歴
登録2023年4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2025年5月28日-
現状2025年5月28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_40508.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_40508.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 166.4 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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コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.84 Å/pix.
x 352 pix.
= 295.328 Å		0.84 Å/pix.
x 352 pix.
= 295.328 Å		0.84 Å/pix.
x 352 pix.
= 295.328 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: 0.839 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-1.5365618 - 1.8965399
平均 (標準偏差)0.0015994806 (±0.042619042)
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: 295.328 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_40508_additional_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_40508_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: #1

ファイルemd_40508_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 : Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+

全体名称: Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+
要素
  • 複合体: Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+

超分子名称: Complex of KCNQ1 (Kv7.1) channel bound to calmodulin-Ca2+
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: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / 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: 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 #2: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 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: 63.258574 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MASDLGPRPP VSLDPRVSIY STRRPVLART HVQGRVYNFL ERPTGWKCFV YHFAVFLIVL VCLIFSVLST IEQYAALATG TLFWMEIVL VVFFGTEYVV RLWSAGCRSK YVGLWGRLRF ARKPISIIDL IVVVASMVVL CVGSKGQVFA TSAIRGIRFL Q ILRMLHVD ...文字列:
MASDLGPRPP VSLDPRVSIY STRRPVLART HVQGRVYNFL ERPTGWKCFV YHFAVFLIVL VCLIFSVLST IEQYAALATG TLFWMEIVL VVFFGTEYVV RLWSAGCRSK YVGLWGRLRF ARKPISIIDL IVVVASMVVL CVGSKGQVFA TSAIRGIRFL Q ILRMLHVD RQGGTWRLLG SVVFIHRQEL ITTLYIGFLG LIFSSYFVYL AEKDAVNESG RVEFGSYADA LWWGVVTVTT IG YGDKVPQ TWVGKTIASC FSVFAISFFA LPAGILGSGF ALKVQQKQRQ KHFNRQIPAA ASLIQTAWRC YAAENPDSST WKI YIRKAP RSHTLLSPSP KPKKSVVVKK KKFKLDKDNG VTPGEKMLTV PHITCDPPEE RRLDHFSVDG YDSSVRKSPT LLEV SMPHF MRTNSFAEDL DLEGETLLTP ITHISQLREH HRATIKVIRR MQYFVAKKKF QQARKPYDVR DVIEQYSQGH LNLMV RIKE LQRRLDQSIG KPSLFISVSE KSKDRGSNTI GARLNRVEDK VTQLDQRLAL ITDMLHQLLS LHSNSLEVLF QGP

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

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分子 #3: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 8 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 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0.2 mg/mL
緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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: 60.0 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 200862
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)

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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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