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万見
- EMDB-42601: CryoEM structure of Kappa Opioid Receptor bound to a semi-peptide... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-42601
タイトルCryoEM structure of Kappa Opioid Receptor bound to a semi-peptide and Gi1
マップデータ
試料
  • 複合体: Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a peptide ligand
キーワードGPCR / KAPPA OPIOID Receptor / ROSETTA / MEMBRANE PROTEIN
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: 2.54 Å
データ登録者Fay JF / Che T
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM143061 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Design and structural validation of peptide-drug conjugate ligands of the kappa-opioid receptor.
著者: Edin Muratspahić / Kristine Deibler / Jianming Han / Nataša Tomašević / Kirtikumar B Jadhav / Aina-Leonor Olivé-Marti / Nadine Hochrainer / Roland Hellinger / Johannes Koehbach / ...著者: Edin Muratspahić / Kristine Deibler / Jianming Han / Nataša Tomašević / Kirtikumar B Jadhav / Aina-Leonor Olivé-Marti / Nadine Hochrainer / Roland Hellinger / Johannes Koehbach / Jonathan F Fay / Mohammad Homaidur Rahman / Lamees Hegazy / Timothy W Craven / Balazs R Varga / Gaurav Bhardwaj / Kevin Appourchaux / Susruta Majumdar / Markus Muttenthaler / Parisa Hosseinzadeh / David J Craik / Mariana Spetea / Tao Che / David Baker / Christian W Gruber /
要旨: Despite the increasing number of GPCR structures and recent advances in peptide design, the development of efficient technologies allowing rational design of high-affinity peptide ligands for single ...Despite the increasing number of GPCR structures and recent advances in peptide design, the development of efficient technologies allowing rational design of high-affinity peptide ligands for single GPCRs remains an unmet challenge. Here, we develop a computational approach for designing conjugates of lariat-shaped macrocyclized peptides and a small molecule opioid ligand. We demonstrate its feasibility by discovering chemical scaffolds for the kappa-opioid receptor (KOR) with desired pharmacological activities. The designed De Novo Cyclic Peptide (DNCP)-β-naloxamine (NalA) exhibit in vitro potent mixed KOR agonism/mu-opioid receptor (MOR) antagonism, nanomolar binding affinity, selectivity, and efficacy bias at KOR. Proof-of-concept in vivo efficacy studies demonstrate that DNCP-β-NalA(1) induces a potent KOR-mediated antinociception in male mice. The high-resolution cryo-EM structure (2.6 Å) of the DNCP-β-NalA-KOR-Gi1 complex and molecular dynamics simulations are harnessed to validate the computational design model. This reveals a network of residues in ECL2/3 and TM6/7 controlling the intrinsic efficacy of KOR. In general, our computational de novo platform overcomes extensive lead optimization encountered in ultra-large library docking and virtual small molecule screening campaigns and offers innovation for GPCR ligand discovery. This may drive the development of next-generation therapeutics for medical applications such as pain conditions.
履歴
登録2023年11月2日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年3月13日-
マップ公開2024年3月13日-
更新2024年3月13日-
現状2024年3月13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_42601.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_42601.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 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

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.88 Å/pix.
x 288 pix.
= 253.44 Å		0.88 Å/pix.
x 288 pix.
= 253.44 Å		0.88 Å/pix.
x 288 pix.
= 253.44 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: 0.88 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: 0.09
最小 - 最大-0.06527514 - 2.3898869
平均 (標準偏差)0.0005063024 (±0.013153957)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 253.44 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_42601_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_42601_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 : Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a pept...

全体名称: Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a peptide ligand
要素
  • 複合体: Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a peptide ligand

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超分子 #1: Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a pept...

超分子名称: Kappa Opioid Receptor in complex with Gi1 heterotrimer and a peptide ligand
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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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-PROPANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 4027 / 平均電子線量: 49.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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）: 2.9 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.2 µm
実験機器
モデル: Talos Arctica / 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: 2.54 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 491092
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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