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- EMDB-44939: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in apo state -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44939
タイトルVitamin K-dependent gamma-carboxylase in apo state
マップデータ
試料
  • 複合体: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state
    • タンパク質・ペプチド: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
  • リガンド: (4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードGGCX / VKGC / Vitamin K / VKCFD / Hemophilia B / Warfarin / Carboxylation / Blood Coagulaton / Calcium homeostasis / MEMBRANE PROTEIN / LYASE
機能・相同性
機能・相同性情報


peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / Gamma-carboxylation of protein precursors / protein maturation / protein modification process / blood coagulation / endoplasmic reticulum lumen ...peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / Gamma-carboxylation of protein precursors / protein maturation / protein modification process / blood coagulation / endoplasmic reticulum lumen / endoplasmic reticulum membrane / membrane
類似検索 - 分子機能
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / HTTM / : / : / HTTM domain / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase, lumenal domain / Horizontally Transferred TransMembrane Domain / RmlC-like cupin domain superfamily / RmlC-like jelly roll fold
類似検索 - ドメイン・相同性
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: 4.4 Å
データ登録者Li W / Liu B / Cao Q
資金援助 米国, 7件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL121718 米国
American Heart AssociationEstablished Investigator Award 米国
American Heart AssociationCollaborative Sciences Award 米国
W. M. Keck FoundationForefront of Science Award 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalMCII 2020-854 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI158500 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM131008 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Molecular basis of vitamin-K-driven γ-carboxylation at the membrane interface.
著者: Qing Cao / Aaron Ammerman / Mierxiati Saimi / Zongtao Lin / Guomin Shen / Huaping Chen / Jie Sun / Mengqi Chai / Shixuan Liu / Fong-Fu Hsu / Andrzej M Krezel / Michael L Gross / Jinbin Xu / ...著者: Qing Cao / Aaron Ammerman / Mierxiati Saimi / Zongtao Lin / Guomin Shen / Huaping Chen / Jie Sun / Mengqi Chai / Shixuan Liu / Fong-Fu Hsu / Andrzej M Krezel / Michael L Gross / Jinbin Xu / Benjamin A Garcia / Bin Liu / Weikai Li /
要旨: The γ-carboxylation of glutamate residues enables Ca-mediated membrane assembly of protein complexes that support broad physiological functions, including haemostasis, calcium homeostasis, immune ...The γ-carboxylation of glutamate residues enables Ca-mediated membrane assembly of protein complexes that support broad physiological functions, including haemostasis, calcium homeostasis, immune response and endocrine regulation. Modulating γ-carboxylation levels provides prevalent treatments for haemorrhagic and thromboembolic diseases. This unique post-translational modification requires vitamin K hydroquinone (KH) to drive highly demanding reactions catalysed by the membrane-integrated γ-carboxylase (VKGC). Here, to decipher the underlying mechanisms, we determined cryo-electron microscopy structures of human VKGC in unbound form, with KH and four haemostatic and non-haemostatic proteins possessing propeptides and glutamate-rich domains in different carboxylation states. VKGC recognizes substrate proteins through knob-and-hole interactions with propeptides, thereby bringing tethered glutamate-containing segments for processive carboxylation within a large chamber that provides steric control. Propeptide binding also triggers a global conformational change to signal VKGC activation. Through sequential deprotonation and KH epoxidation, VKGC generates a free hydroxide ion as an exceptionally strong base that is required to deprotonate the γ-carbon of glutamate for CO addition. The diffusion of this superbase-protected and guided by a sealed hydrophobic tunnel-elegantly resolves the challenge of coupling KH epoxidation to γ-carboxylation across the membrane interface. These structural insights and extensive functional experiments advance membrane enzymology and propel the development of treatments for γ-carboxylation disorders.
履歴
登録2024年5月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月22日-
マップ公開2025年1月22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_44939.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_44939.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 352. Å		1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 352. Å		1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 352. 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: 1.1 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: 0.18
最小 - 最大-1.3248161 - 1.5929785
平均 (標準偏差)-0.00023208436 (±0.023557853)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 352.0 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_44939_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_44939_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_44939_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 : Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state

全体名称: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state
要素
  • 複合体: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state
    • タンパク質・ペプチド: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
  • リガンド: (4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state

超分子名称: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in unbound state
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: 87 KDa

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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: 85.00568 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: GPRQDSRIGK LLGFEWTDLS SWRRLVTLLN RPTDPASLAV FRFLFGFLMV LDIPQERGLS SLDRKYLDGL DVCRFPLLDA LRPLPLDWM YLVYTIMFLG ALGMMLGLCY RISCVLFLLP YWYVFLLDKT SWNNHSYLYG LLAFQLTFMD ANHYWSVDGL L NAHRRNAH ...文字列:
GPRQDSRIGK LLGFEWTDLS SWRRLVTLLN RPTDPASLAV FRFLFGFLMV LDIPQERGLS SLDRKYLDGL DVCRFPLLDA LRPLPLDWM YLVYTIMFLG ALGMMLGLCY RISCVLFLLP YWYVFLLDKT SWNNHSYLYG LLAFQLTFMD ANHYWSVDGL L NAHRRNAH VPLWNYAVLR GQIFIVYFIA GVKKLDADWV EGYSMEYLSR HWLFSPFKLL LSEELTSLLV VHWGGLLLDL SA GFLLFFD VSRSIGLFFV SYFHCMNSQL FSIGMFSYVM LASSPLFCSP EWPRKLVSYC PRRLQQLLPL KAAPQPSVSC VYK RSRGKS GQKPGLRHQL GAAFTLLYLL EQLFLPYSHF LTQGYNNWTN GLYGYSWDMM VHSRSHQHVK ITYRDGRTGE LGYL NPGVF TQSRRWKDHA DMLKQYATCL SRLLPKYNVT EPQIYFDIWV SINDRFQQRI FDPRVDIVQA AWSPFQRTSW VQPLL MDLS PWRAKLQEIK SSLDNHTEVV FIADFPGLHL ENFVSEDLGN TSIQLLQGEV TVELVAEQKN QTLREGEKMQ LPAGEY HKV YTTSPSPSCY MYVYVNTTEL ALEQDLAYLQ ELKEKVENGS ETGPLPPELQ PLLEGEVKGG PEPTPLVQTF LRRQQRL QE IERRRNTPFH ERFFRFLLRK LYVFRRSFLM TCISLRNLIL GRPSLEQLAQ EVTYANLRPF EAVGELNPSN TDSSHSNP P ESNPDPVHSE F

UniProtKB: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase

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分子 #3: (4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-...

分子名称: (4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: 6PL
分子量理論値: 763.1 Da
Chemical component information

ChemComp-6PL:
(4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE / O-(1-O-パルミトイル-2-O-ステアロイル-L-グリセロ-3-ホスホ)コリン / リン脂質*YM

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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: 1 / 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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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
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClSodium chloride
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
0.005 %C56H92O25Glyco-diosgenin
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 10 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.039 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 283.15 K / 装置: LEICA EM GP

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 63.0 K / 最高: 77.0 K
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
ソフトウェア名称: EPU
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 4092 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 5760 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5588 / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 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 / 倍率（公称値）: 81000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
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: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 379349
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-9bvo:
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase in apo state

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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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