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- EMDB-44501: Cryo-EM co-structure of AcrB with the CU232 efflux pump inhibitor -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44501
タイトルCryo-EM co-structure of AcrB with the CU232 efflux pump inhibitor
マップデータ
試料
  • 複合体: H6PD
    • タンパク質・ペプチド: Multidrug efflux pump subunit AcrB
  • リガンド: 1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine
  • リガンド: (2R)-1-(4-aminopiperidin-1-yl)-3-[3-(trifluoromethyl)phenoxy]propan-2-ol
  • リガンド: water水
キーワードAcrB Multidrug Efflux Pump / TRANSLOCASE (輸送酵素)
機能・相同性
機能・相同性情報


xenobiotic detoxification by transmembrane export across the cell outer membrane / efflux pump complex / periplasmic side of plasma membrane / efflux transmembrane transporter activity / xenobiotic transmembrane transporter activity / outer membrane-bounded periplasmic space / 生体膜 / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
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
Multidrug efflux pump subunit AcrB
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Escherichia coli K-12 (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.71 Å
データ登録者Su CC
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: mBio / 年: 2023
タイトル: Bacterial efflux pump modulators prevent bacterial growth in macrophages and under broth conditions that mimic the host environment.
著者: Samual C Allgood / Chih-Chia Su / Amy L Crooks / Christian T Meyer / Bojun Zhou / Meredith D Betterton / Michael R Barbachyn / Edward W Yu / Corrella S Detweiler /
要旨: New approaches for combating microbial infections are needed. One strategy for disrupting pathogenesis involves developing compounds that interfere with bacterial virulence. A critical molecular ...New approaches for combating microbial infections are needed. One strategy for disrupting pathogenesis involves developing compounds that interfere with bacterial virulence. A critical molecular determinant of virulence for Gram-negative bacteria are efflux pumps of the resistance-nodulation-division family, which includes AcrAB-TolC. We previously identified small molecules that bind AcrB, inhibit AcrAB-TolC, and do not appear to damage membranes. These efflux pump modulators (EPMs) were discovered in an in-cell screening platform called SAFIRE (Screen for Anti-infectives using Fluorescence microscopy of IntracellulaR Enterobacteriaceae). SAFIRE identifies compounds that disrupt the growth of a Gram-negative human pathogen, serotype Typhimurium (. Typhimurium), in macrophages. We used medicinal chemistry to iteratively design ~200 EPM35 analogs and test them for activity in SAFIRE, generating compounds with nanomolar potency. Analogs were demonstrated to bind AcrB in a substrate binding pocket by cryo-electron microscopy. Despite having amphipathic structures, the EPM analogs do not disrupt membrane voltage, as monitored by FtsZ localization to the cell septum. The EPM analogs had little effect on bacterial growth in standard Mueller Hinton Broth. However, under broth conditions that mimic the micro-environment of the macrophage phagosome, is required for growth, the EPM analogs are bacteriostatic, and the EPM analogs increase the potency of antibiotics. These data suggest that under macrophage-like conditions, the EPM analogs prevent the export of a toxic bacterial metabolite(s) through AcrAB-TolC. Thus, compounds that bind AcrB could disrupt infection by specifically interfering with the export of bacterial toxic metabolites, host defense factors, and/or antibiotics.IMPORTANCEBacterial efflux pumps are critical for resistance to antibiotics and for virulence. We previously identified small molecules that inhibit efflux pumps (efflux pump modulators, EPMs) and prevent pathogen replication in host cells. Here, we used medicinal chemistry to increase the activity of the EPMs against pathogens in cells into the nanomolar range. We show by cryo-electron microscopy that these EPMs bind an efflux pump subunit. In broth culture, the EPMs increase the potency (activity), but not the efficacy (maximum effect), of antibiotics. We also found that bacterial exposure to the EPMs appear to enable the accumulation of a toxic metabolite that would otherwise be exported by efflux pumps. Thus, inhibitors of bacterial efflux pumps could interfere with infection not only by potentiating antibiotics, but also by allowing toxic waste products to accumulate within bacteria, providing an explanation for why efflux pumps are needed for virulence in the absence of antibiotics.
履歴
登録2024年4月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年5月8日-
マップ公開2024年5月8日-
更新2024年5月8日-
現状2024年5月8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_44501.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_44501.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.07 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.4
最小 - 最大-1.8592919 - 2.8123884
平均 (標準偏差)0.0012890339 (±0.098260924)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 321.00003 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_44501_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: #1

ファイルemd_44501_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_44501_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 : H6PD

全体名称: H6PD
要素
  • 複合体: H6PD
    • タンパク質・ペプチド: Multidrug efflux pump subunit AcrB
  • リガンド: 1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine
  • リガンド: (2R)-1-(4-aminopiperidin-1-yl)-3-[3-(trifluoromethyl)phenoxy]propan-2-ol
  • リガンド: water水

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超分子 #1: H6PD

超分子名称: H6PD / 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)

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分子 #1: Multidrug efflux pump subunit AcrB

分子名称: Multidrug efflux pump subunit AcrB / 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: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 113.66518 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
配列文字列: MPNFFIDRPI FAWVIAIIIM LAGGLAILKL PVAQYPTIAP PAVTISASYP GADAKTVQDT VTQVIEQNMN GIDNLMYMSS NSDSTGTVQ ITLTFESGTD ADIAQVQVQN KLQLAMPLLP QEVQQQGVSV EKSSSSFLMV VGVINTDGTM TQEDISDYVA A NMKDAISR ...文字列:
MPNFFIDRPI FAWVIAIIIM LAGGLAILKL PVAQYPTIAP PAVTISASYP GADAKTVQDT VTQVIEQNMN GIDNLMYMSS NSDSTGTVQ ITLTFESGTD ADIAQVQVQN KLQLAMPLLP QEVQQQGVSV EKSSSSFLMV VGVINTDGTM TQEDISDYVA A NMKDAISR TSGVGDVQLF GSQYAMRIWM NPNELNKFQL TPVDVITAIK AQNAQVAAGQ LGGTPPVKGQ QLNASIIAQT RL TSTEEFG KILLKVNQDG SRVLLRDVAK IELGGENYDI IAEFNGQPAS GLGIKLATGA NALDTAAAIR AELAKMEPFF PSG LKIVYP YDTTPFVKIS IHEVVKTLVE AIILVFLVMY LFLQNFRATL IPTIAVPVVL LGTFAVLAAF GFSINTLTMF GMVL AIGLL VDDAIVVVEN VERVMAEEGL PPKEATRKSM GQIQGALVGI AMVLSAVFVP MAFFGGSTGA IYRQFSITIV SAMAL SVLV ALILTPALCA TMLKPIAKGD HGEGKKGFFG WFNRMFEKST HHYTDSVGGI LRSTGRYLVL YLIIVVGMAY LFVRLP SSF LPDEDQGVFM TMVQLPAGAT QERTQKVLNE VTHYYLTKEK NNVESVFAVN GFGFAGRGQN TGIAFVSLKD WADRPGE EN KVEAITMRAT RAFSQIKDAM VFAFNLPAIV ELGTATGFDF ELIDQAGLGH EKLTQARNQL LAEAAKHPDM LTSVRPNG L EDTPQFKIDI DQEKAQALGV SINDINTTLG AAWGGSYVND FIDRGRVKKV YVMSEAKYRM LPDDIGDWYV RAADGQMVP FSAFSSSRWE YGSPRLERYN GLPSMEILGQ AAPGKSTGEA MELMEQLASK LPTGVGYDWT GMSYQERLSG NQAPSLYAIS LIVVFLCLA ALYESWSIPF SVMLVVPLGV IGALLAATFR GLTNDVYFQV GLLTTIGLSA KNAILIVEFA KDLMDKEGKG L IEATLDAV RMRLRPILMT SLAFILGVMP LVISTGAGSG AQNAVGTGVM GGMVTATVLA IFFVPVFFVV VRRRFSRKNE DI EHSHTVD HH

UniProtKB: Multidrug efflux pump subunit AcrB

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分子 #2: 1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine

分子名称: 1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: 3PE
分子量理論値: 748.065 Da
Chemical component information

ChemComp-3PE:
1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / DSPE / リン脂質*YM / ホスファチジルエタノールアミン

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分子 #3: (2R)-1-(4-aminopiperidin-1-yl)-3-[3-(trifluoromethyl)phenoxy]prop...

分子名称: (2R)-1-(4-aminopiperidin-1-yl)-3-[3-(trifluoromethyl)phenoxy]propan-2-ol
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: A1AOE
分子量理論値: 318.335 Da

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分子 #4: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 5 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER / 水

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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0.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
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This is from a heterogeneous and impure protein sample.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
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: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
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: 29.0 e/Å2
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 / In silico モデル: ab initio reconstruction by cryosparc
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.71 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 161598
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9bfn:
Cryo-EM co-structure of AcrB with the CU232 efflux pump inhibitor

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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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