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- EMDB-44924: Structure of GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44924
タイトルStructure of GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex
マップデータ
試料
  • 複合体: GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex
    • タンパク質・ペプチド: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
    • タンパク質・ペプチド: Osteocalcin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: (1aR,7aS)-1a-methyl-7a-[(2E,6E,10E)-3,7,11,15-tetramethylhexadeca-2,6,10,14-tetraen-1-yl]-1a,7a-dihydronaphtho[2,3-b]oxirene-2,7-dione
キーワードvitamin K cycle / MEMBRANE PROTEIN / LYASE-SUBSTRATE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


structural constituent of bone / hydroxyapatite binding / peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / negative regulation of bone development / response to macrophage colony-stimulating factor / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / regulation of testosterone biosynthetic process ...structural constituent of bone / hydroxyapatite binding / peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / negative regulation of bone development / response to macrophage colony-stimulating factor / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / regulation of testosterone biosynthetic process / response to gravity / response to vitamin K / regulation of osteoclast differentiation / cellular response to zinc ion starvation / type B pancreatic cell proliferation / cellular response to vitamin D / regulation of bone mineralization / response to vitamin D / regulation of bone resorption / osteoblast development / response to hydroxyisoflavone / positive regulation of neurotransmitter secretion / response to zinc ion / bone mineralization / RUNX2 regulates osteoblast differentiation / response to testosterone / Transport of gamma-carboxylated protein precursors from the endoplasmic reticulum to the Golgi apparatus / Gamma-carboxylation of protein precursors / Removal of aminoterminal propeptides from gamma-carboxylated proteins / response to glucocorticoid / response to mechanical stimulus / regulation of cellular response to insulin stimulus / protein maturation / response to activity / skeletal system development / stem cell differentiation / brain development / cellular response to growth factor stimulus / protein modification process / hormone activity / bone development / Golgi lumen / cognition / cellular response to insulin stimulus / response to estrogen / osteoblast differentiation / blood coagulation / glucose homeostasis / vesicle / perikaryon / response to ethanol / learning or memory / cell adhesion / endoplasmic reticulum lumen / response to xenobiotic stimulus / dendrite / calcium ion binding / endoplasmic reticulum membrane / structural molecule activity / extracellular space / extracellular region / membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Osteocalcin/matrix Gla protein / Osteocalcin / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / HTTM / : / : / HTTM domain / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase, lumenal domain / Horizontally Transferred TransMembrane Domain / RmlC-like cupin domain superfamily ...Osteocalcin/matrix Gla protein / Osteocalcin / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / HTTM / : / : / HTTM domain / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase, lumenal domain / Horizontally Transferred TransMembrane Domain / RmlC-like cupin domain superfamily / Gamma-carboxyglutamic acid-rich (GLA) domain / Gamma-carboxyglutamic acid-rich (GLA) domain superfamily / Vitamin K-dependent carboxylation domain. / Gla domain profile. / Domain containing Gla (gamma-carboxyglutamate) residues. / RmlC-like jelly roll fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Osteocalcin / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
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: 3.06 Å
データ登録者Wang R / Qi X
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT)RR230054 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Structure and mechanism of vitamin-K-dependent γ-glutamyl carboxylase.
著者: Rong Wang / Baozhi Chen / Nadia Elghobashi-Meinhardt / Jian-Ke Tie / Alyssa Ayala / Ning Zhou / Xiaofeng Qi /
要旨: γ-Glutamyl carboxylase (GGCX) is the sole identified enzyme that uses vitamin K (VK) as a cofactor in humans. This protein catalyses the oxidation of VK hydroquinone to convert specific glutamate ...γ-Glutamyl carboxylase (GGCX) is the sole identified enzyme that uses vitamin K (VK) as a cofactor in humans. This protein catalyses the oxidation of VK hydroquinone to convert specific glutamate residues to γ-carboxyglutamate residues in VK-dependent proteins (VDPs), which are involved in various essential biological processes and diseases. However, the working mechanism of GGCX remains unclear. Here we report three cryogenic electron microscopy structures of human GGCX: in the apo state, bound to osteocalcin (a VDP) and bound to VK. The propeptide of the VDP binds to the lumenal domain of GGCX, which stabilizes transmembrane helices 6 and 7 of GGCX to create the VK-binding pocket. After binding of VK, residue Lys218 in GGCX mediates the oxidation of VK hydroxyquinone, which leads to the deprotonation of glutamate residues and the construction of γ-carboxyglutamate residues. Our structural observations and results from binding and cell biological assays and molecular dynamics simulations show that a cholesterol molecule interacts with the transmembrane helices of GGCX to regulate its protein levels in cells. Together, these results establish a link between cholesterol metabolism and VK-dependent pathways.
履歴
登録2024年5月17日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月29日-
マップ公開2025年1月29日-
更新2025年3月26日-
現状2025年3月26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_44924.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_44924.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 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.)
0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 232.4 Å		0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 232.4 Å		0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 232.4 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: 0.83 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: 0.311
最小 - 最大-1.1815139 - 2.4728048
平均 (標準偏差)0.0003372034 (±0.05012964)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 232.4 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: #2

ファイルemd_44924_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_44924_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 : GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex

全体名称: GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex
要素
  • 複合体: GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex
    • タンパク質・ペプチド: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
    • タンパク質・ペプチド: Osteocalcin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: (1aR,7aS)-1a-methyl-7a-[(2E,6E,10E)-3,7,11,15-tetramethylhexadeca-2,6,10,14-tetraen-1-yl]-1a,7a-dihydronaphtho[2,3-b]oxirene-2,7-dione

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超分子 #1: GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex

超分子名称: GGCX-BGP-menaquinone-4 epoxide complex / 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: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase

分子名称: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: peptidyl-glutamate 4-carboxylase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 88.652609 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAVSAGSART SPSSDKVQKD KAELISGPRQ DSRIGKLLGF EWTDLSSWRR LVTLLNRPTD PASLAVFRFL FGFLMVLDIP QERGLSSLD RKYLDGLDVC RFPLLDALRP LPLDWMYLVY TIMFLGALGM MLGLCYRISC VLFLLPYWYV FLLDKTSWNN H SYLYGLLA ...文字列:
MAVSAGSART SPSSDKVQKD KAELISGPRQ DSRIGKLLGF EWTDLSSWRR LVTLLNRPTD PASLAVFRFL FGFLMVLDIP QERGLSSLD RKYLDGLDVC RFPLLDALRP LPLDWMYLVY TIMFLGALGM MLGLCYRISC VLFLLPYWYV FLLDKTSWNN H SYLYGLLA FQLTFMDANH YWSVDGLLNA HRRNAHVPLW NYAVLRGQIF IVYFIAGVKK LDADWVEGYS MEYLSRHWLF SP FKLLLSE ELTSLLVVHW GGLLLDLSAG FLLFFDVSRS IGLFFVSYFH CMNSQLFSIG MFSYVMLASS PLFCSPEWPR KLV SYCPRR LQQLLPLKAA PQPSVSCVYK RSRGKSGQKP GLRHQLGAAF TLLYLLEQLF LPYSHFLTQG YNNWTNGLYG YSWD MMVHS RSHQHVKITY RDGRTGELGY LNPGVFTQSR RWKDHADMLK QYATCLSRLL PKYNVTEPQI YFDIWVSIND RFQQR IFDP RVDIVQAAWS PFQRTSWVQP LLMDLSPWRA KLQEIKSSLD NHTEVVFIAD FPGLHLENFV SEDLGNTSIQ LLQGEV TVE LVAEQKNQTL REGEKMQLPA GEYHKVYTTS PSPSCYMYVY VNTTELALEQ DLAYLQELKE KVENGSETGP LPPELQP LL EGEVKGGPEP TPLVQTFLRR QQRLQEIERR RNTPFHERFF RFLLRKLYVF RRSFLMTCIS LRNLILGRPS LEQLAQEV T YANLRPFEAV GELNPSNTDS SHSNPPESNP DPVHSEFDYK DDDDK

UniProtKB: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase

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分子 #2: Osteocalcin

分子名称: Osteocalcin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 11.804439 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MRALTLLALL ALAALCIAGQ AGAKPSGAES SKGAAFVSKQ EGSEVVKRPR RYLYQWLGAP VPYPDPLEPR REVCELNPDC DELADHIGF QEAYRRFYGP VHHHHHH

UniProtKB: Osteocalcin

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分子 #4: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 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 #5: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル

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分子 #6: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(tri...

分子名称: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: POV
分子量理論値: 760.076 Da
Chemical component information

ChemComp-POV:
(2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate / リン脂質*YM

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分子 #7: (1aR,7aS)-1a-methyl-7a-[(2E,6E,10E)-3,7,11,15-tetramethylhexadeca...

分子名称: (1aR,7aS)-1a-methyl-7a-[(2E,6E,10E)-3,7,11,15-tetramethylhexadeca-2,6,10,14-tetraen-1-yl]-1a,7a-dihydronaphtho[2,3-b]oxirene-2,7-dione
タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: A1AT1
分子量理論値: 460.648 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

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 (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

初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 195408
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE

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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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