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- EMDB-43339: Cryo-EM structure of human HGSNAT bound with CoA and product analog -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-43339
タイトルCryo-EM structure of human HGSNAT bound with CoA and product analog
マップデータsharpened map
試料
  • 複合体: Purified human HGSNAT
    • タンパク質・ペプチド: Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: COENZYME A
  • リガンド: 4-methyl-2-oxo-2H-1-benzopyran-7-yl 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranoside
キーワードMembrane protein / Lysosome / Transmembrane acetyltransferase / CoA / product / Heperan sulfate / TRANSFERASE-INHIBITOR complex
機能・相同性
機能・相同性情報


heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase / heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase activity / MPS IIIC - Sanfilippo syndrome C / heparan sulfate proteoglycan catabolic process / HS-GAG degradation / lysosomal transport / acyltransferase activity / protein complex oligomerization / tertiary granule membrane / specific granule membrane ...heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase / heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase activity / MPS IIIC - Sanfilippo syndrome C / heparan sulfate proteoglycan catabolic process / HS-GAG degradation / lysosomal transport / acyltransferase activity / protein complex oligomerization / tertiary granule membrane / specific granule membrane / lysosomal lumen / lysosomal membrane / Neutrophil degranulation / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase, catalytic domain / Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase, catalytic
類似検索 - ドメイン・相同性
Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase
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: 3.2 Å
データ登録者Li F / Zhao B
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)K99MH119591 米国
Other private 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural and mechanistic insights into a lysosomal membrane enzyme HGSNAT involved in Sanfilippo syndrome.
著者: Boyang Zhao / Zhongzheng Cao / Yi Zheng / Phuong Nguyen / Alisa Bowen / Robert H Edwards / Robert M Stroud / Yi Zhou / Menno Van Lookeren Campagne / Fei Li /
要旨: Heparan sulfate (HS) is degraded in lysosome by a series of glycosidases. Before the glycosidases can act, the terminal glucosamine of HS must be acetylated by the integral lysosomal membrane enzyme ...Heparan sulfate (HS) is degraded in lysosome by a series of glycosidases. Before the glycosidases can act, the terminal glucosamine of HS must be acetylated by the integral lysosomal membrane enzyme heparan-α-glucosaminide N-acetyltransferase (HGSNAT). Mutations of HGSNAT cause HS accumulation and consequently mucopolysaccharidosis IIIC, a devastating lysosomal storage disease characterized by progressive neurological deterioration and early death where no treatment is available. HGSNAT catalyzes a unique transmembrane acetylation reaction where the acetyl group of cytosolic acetyl-CoA is transported across the lysosomal membrane and attached to HS in one reaction. However, the reaction mechanism remains elusive. Here we report six cryo-EM structures of HGSNAT along the reaction pathway. These structures reveal a dimer arrangement and a unique structural fold, which enables the elucidation of the reaction mechanism. We find that a central pore within each monomer traverses the membrane and controls access of cytosolic acetyl-CoA to the active site at its luminal mouth where glucosamine binds. A histidine-aspartic acid catalytic dyad catalyzes the transfer reaction via a ternary complex mechanism. Furthermore, the structures allow the mapping of disease-causing variants and reveal their potential impact on the function, thus creating a framework to guide structure-based drug discovery efforts.
履歴
登録2024年1月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年6月26日-
マップ公開2024年6月26日-
更新2024年11月6日-
現状2024年11月6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_43339.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_43339.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 307.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈sharpened map
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.)
0.81 Å/pix.
x 432 pix.
= 351.216 Å		0.81 Å/pix.
x 432 pix.
= 351.216 Å		0.81 Å/pix.
x 432 pix.
= 351.216 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: 0.813 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: 0.2
最小 - 最大-1.3991406 - 1.8696077
平均 (標準偏差)0.00020279022 (±0.024771597)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ432432432
Spacing432432432
セルA=B=C: 351.216 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: unsharpened map used to dock TM1 (residue 191-226)....

ファイルemd_43339_additional_1.map
注釈unsharpened map used to dock TM1 (residue 191-226). All other areas are built based on the sharpened map. The entire model is refined against the sharpened 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: half map

ファイルemd_43339_half_map_1.map
注釈half 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: half map

ファイルemd_43339_half_map_2.map
注釈half 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 : Purified human HGSNAT

全体名称: Purified human HGSNAT
要素
  • 複合体: Purified human HGSNAT
    • タンパク質・ペプチド: Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: COENZYME A
  • リガンド: 4-methyl-2-oxo-2H-1-benzopyran-7-yl 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranoside

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超分子 #1: Purified human HGSNAT

超分子名称: Purified human HGSNAT / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 73 KDa

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分子 #1: Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase

分子名称: Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 73.365039 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MTGARASAAE QRRAGRSGQA RAAERAAGMS GAGRALAALL LAASVLSAAL LAPGGSSGRD AQAAPPRDLD KKRHAELKMD QALLLIHNE LLWTNLTVYW KSECCYHCLF QVLVNVPQSP KAGKPSAAAA SVSTQHGSIL QLNDTLEEKE VCRLEYRFGE F GNYSLLVK ...文字列:
MTGARASAAE QRRAGRSGQA RAAERAAGMS GAGRALAALL LAASVLSAAL LAPGGSSGRD AQAAPPRDLD KKRHAELKMD QALLLIHNE LLWTNLTVYW KSECCYHCLF QVLVNVPQSP KAGKPSAAAA SVSTQHGSIL QLNDTLEEKE VCRLEYRFGE F GNYSLLVK NIHNGVSEIA CDLAVNEDPV DSNLPVSIAF LIGLAVIIVI SFLRLLLSLD DFNNWISKAI SSRETDRLIN SE LGSPSRT DPLDGDVQPA TWRLSALPPR LRSVDTFRGI ALILMVFVNY GGGKYWYFKH ASWNGLTVAD LVFPWFVFIM GSS IFLSMT SILQRGCSKF RLLGKIAWRS FLLICIGIII VNPNYCLGPL SWDKVRIPGV LQRLGVTYFV VAVLELLFAK PVPE HCASE RSCLSLRDIT SSWPQWLLIL VLEGLWLGLT FLLPVPGCPT GYLGPGGIGD FGKYPNCTGG AAGYIDRLLL GDDHL YQHP SSAVLYHTEV AYDPEGILGT INSIVMAFLG VQAGKILLYY KARTKDILIR FTAWCCILGL ISVALTKVSE NEGFIP VNK NLWSLSYVTT LSSFAFFILL VLYPVVDVKG LWTGTPFFYP GMNSILVYVG HEVFENYFPF QWKLKDNQSH KEHLTQN IV ATALWVLIAY ILYRKKIFWK I

UniProtKB: Heparan-alpha-glucosaminide N-acetyltransferase

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分子 #3: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 5 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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分子 #4: COENZYME A

分子名称: COENZYME A / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: COA
分子量理論値: 767.534 Da
Chemical component information

ChemComp-COA:
COENZYME A / CoA

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分子 #5: 4-methyl-2-oxo-2H-1-benzopyran-7-yl 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-gl...

分子名称: 4-methyl-2-oxo-2H-1-benzopyran-7-yl 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranoside
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: A1AC0
分子量理論値: 379.361 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4.4 mg/mL
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: 1.0 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）: 22.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 10.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 276382
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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