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万見
- EMDB-47042: Structure of rat beta-arrestin 1 bound to allosteric inhibitor -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-47042
タイトルStructure of rat beta-arrestin 1 bound to allosteric inhibitor
マップデータMap sharpened with DeepEMhancer
試料
  • 複合体: Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound to anti-BRIL Fab
    • タンパク質・ペプチド: anti-BRIL Fab Heavy chain
    • タンパク質・ペプチド: anti-BRIL Fab Light chain
    • タンパク質・ペプチド: Beta-arrestin-1,Soluble cytochrome b562
  • リガンド: (1beta,6beta,7beta,8alpha,9beta,10alpha,13alpha,14R,16beta)-1,6,7,14-tetrahydroxy-7,20-epoxykauran-15-one
キーワードGPCR signaling / arrestin / allostery / SIGNALING PROTEIN / SIGNALING PROTEIN-Immune System complex
機能・相同性
機能・相同性情報


V2 vasopressin receptor binding / regulation of inositol trisphosphate biosynthetic process / alpha-1A adrenergic receptor binding / follicle-stimulating hormone receptor binding / TGFBR3 regulates TGF-beta signaling / sensory perception of touch / G alpha (s) signalling events / alpha-1B adrenergic receptor binding / follicle-stimulating hormone signaling pathway / protein phosphorylated amino acid binding ...V2 vasopressin receptor binding / regulation of inositol trisphosphate biosynthetic process / alpha-1A adrenergic receptor binding / follicle-stimulating hormone receptor binding / TGFBR3 regulates TGF-beta signaling / sensory perception of touch / G alpha (s) signalling events / alpha-1B adrenergic receptor binding / follicle-stimulating hormone signaling pathway / protein phosphorylated amino acid binding / Lysosome Vesicle Biogenesis / angiotensin receptor binding / Golgi Associated Vesicle Biogenesis / AP-2 adaptor complex binding / Ub-specific processing proteases / MAP2K and MAPK activation / Cargo recognition for clathrin-mediated endocytosis / clathrin adaptor activity / negative regulation of interleukin-8 production / Clathrin-mediated endocytosis / regulation of G protein-coupled receptor signaling pathway / G protein-coupled receptor internalization / arrestin family protein binding / cysteine-type endopeptidase inhibitor activity involved in apoptotic process / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / response to morphine / mitogen-activated protein kinase kinase binding / clathrin binding / positive regulation of Rho protein signal transduction / stress fiber assembly / pseudopodium / negative regulation of interleukin-6 production / positive regulation of insulin secretion involved in cellular response to glucose stimulus / positive regulation of receptor internalization / negative regulation of Notch signaling pathway / phototransduction / clathrin-coated pit / insulin-like growth factor receptor binding / negative regulation of protein ubiquitination / GTPase activator activity / positive regulation of protein ubiquitination / nuclear estrogen receptor binding / phosphoprotein binding / G protein-coupled receptor binding / electron transport chain / negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / endocytosis / protein transport / positive regulation of protein phosphorylation / ubiquitin-dependent protein catabolic process / cytoplasmic vesicle / basolateral plasma membrane / regulation of apoptotic process / dendritic spine / negative regulation of neuron apoptotic process / proteasome-mediated ubiquitin-dependent protein catabolic process / transmembrane transporter binding / postsynaptic membrane / transcription coactivator activity / periplasmic space / electron transfer activity / positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade / positive regulation of MAPK cascade / postsynaptic density / endosome / protein ubiquitination / G protein-coupled receptor signaling pathway / iron ion binding / response to xenobiotic stimulus / signaling receptor binding / positive regulation of cell population proliferation / heme binding / ubiquitin protein ligase binding / regulation of DNA-templated transcription / regulation of transcription by RNA polymerase II / negative regulation of apoptotic process / chromatin / glutamatergic synapse / enzyme binding / positive regulation of transcription by RNA polymerase II / nucleus / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Arrestin, conserved site / Arrestins signature. / Arrestin / Arrestin, N-terminal / Arrestin-like, N-terminal / Arrestin C-terminal-like domain / Arrestin (or S-antigen), N-terminal domain / Arrestin (or S-antigen), C-terminal domain / Arrestin (or S-antigen), C-terminal domain / Arrestin-like, C-terminal ...Arrestin, conserved site / Arrestins signature. / Arrestin / Arrestin, N-terminal / Arrestin-like, N-terminal / Arrestin C-terminal-like domain / Arrestin (or S-antigen), N-terminal domain / Arrestin (or S-antigen), C-terminal domain / Arrestin (or S-antigen), C-terminal domain / Arrestin-like, C-terminal / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / Immunoglobulin E-set
類似検索 - ドメイン・相同性
Soluble cytochrome b562 / Beta-arrestin-1
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 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: 3.47 Å
データ登録者Pakharukova N / Kahsai AW / Masoudi A / Lefkowitz RJ
資金援助 米国, フランス, European Union, 6件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL016037 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)T32HL007101 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL16037-45S1 米国
Human Frontier Science Program (HFSP)LT000174/2018 フランス
European Molecular Biology Organization (EMBO)ALTF 1071-2017European Union
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Small Molecule Modulators of β-arrestins.
著者: Alem W Kahsai / Natalia Pakharukova / Henry Y Kwon / Kunal S Shah / Jason G Liang-Lin / Caroline T Del Real / Paul J Shim / Mason A Lee / Van A Ngo / Bowie N Shreiber / Samuel Liu / Allison M ...著者: Alem W Kahsai / Natalia Pakharukova / Henry Y Kwon / Kunal S Shah / Jason G Liang-Lin / Caroline T Del Real / Paul J Shim / Mason A Lee / Van A Ngo / Bowie N Shreiber / Samuel Liu / Allison M Schwalb / Emmanuel F Espinoza / Brittany N Thomas / Cal A Kunzle / Jeffrey S Smith / Jialu Wang / Jihee Kim / Xingdong Zhang / Howard A Rockman / Alex R B Thomsen / Lindsay A M Rein / Lei Shi / Seungkirl Ahn / Ali Masoudi / Robert J Lefkowitz
要旨: β-arrestins (βarrs) are key regulators of G protein-coupled receptors (GPCRs), essential for modulating signaling pathways and physiological processes. While current pharmacological strategies ...β-arrestins (βarrs) are key regulators of G protein-coupled receptors (GPCRs), essential for modulating signaling pathways and physiological processes. While current pharmacological strategies target GPCR orthosteric and allosteric sites, as well as G protein transducers, comparable tools for studying βarrs are lacking. Here, we present the discovery and characterization of novel small-molecule allosteric inhibitors of βarrs through comprehensive biophysical, biochemical, pharmacological, and structural analyses. These inhibitors disrupt βarr interactions with agonist-activated GPCRs, impairing receptor internalization, desensitization, and βarr-mediated physiological functions. A cryo-EM structure of βarr1 in complex with the allosteric inhibitor Cmpd-5, complemented by molecular dynamics simulations and mutagenesis studies, reveals that Cmpd-5 binds within a cryptic cleft formed by the middle, C-, and lariat loops-a critical site for βarr activation and recruitment to GPCRs. Thus, Cmpd-5 acts as a molecular lock, hindering βarr1 activation via an allosteric mechanism. These findings introduce novel strategies and tools for probing βarr functions.
HIGHLIGHTS: Small molecule strategies for modulating βarr functions in both GPCR-dependent and independent contexts.Modulators disrupt βarr interaction with GPCRs, impairing their critical ...HIGHLIGHTS: Small molecule strategies for modulating βarr functions in both GPCR-dependent and independent contexts.Modulators disrupt βarr interaction with GPCRs, impairing their critical functions.Cryo-EM structures reveal the allosteric inhibitor Cmpd-5 binding to a cryptic pocket between the N and C domains in the central crest of βarr1, inhibiting its activation.Structural analyses, including cryo-EM, MD simulations, and mutagenesis, reveal a unique βarr1 conformation induced by Cmpd-5, shedding light on its mechanism of allosteric inhibition.
履歴
登録2024年9月17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1月22日-
現状2025年1月22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_47042.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_47042.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Map sharpened with DeepEMhancer
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.)
1.38 Å/pix.
x 300 pix.
= 414.72 Å		1.38 Å/pix.
x 300 pix.
= 414.72 Å		1.38 Å/pix.
x 300 pix.
= 414.72 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: 1.3824 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: 0.04
最小 - 最大-0.014654089 - 1.9611895
平均 (標準偏差)0.00028479786 (±0.009683817)
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: 414.72 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: Half Map B

ファイルemd_47042_half_map_1.map
注釈Half Map B
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 A

ファイルemd_47042_half_map_2.map
注釈Half Map A
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 : Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound t...

全体名称: Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound to anti-BRIL Fab
要素
  • 複合体: Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound to anti-BRIL Fab
    • タンパク質・ペプチド: anti-BRIL Fab Heavy chain
    • タンパク質・ペプチド: anti-BRIL Fab Light chain
    • タンパク質・ペプチド: Beta-arrestin-1,Soluble cytochrome b562
  • リガンド: (1beta,6beta,7beta,8alpha,9beta,10alpha,13alpha,14R,16beta)-1,6,7,14-tetrahydroxy-7,20-epoxykauran-15-one

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超分子 #1: Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound t...

超分子名称: Beta-arrestin 1 with insertion of soluble cytochrome b562 bound to anti-BRIL Fab
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)

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分子 #1: anti-BRIL Fab Heavy chain

分子名称: anti-BRIL Fab Heavy chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: 23.904656 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFNVV DFSLHWVRQA PGKGLEWVAY ISSSSGSTSY ADSVKGRFTI SADTSKNTAY LQMNSLRAE DTAVYYCARW GYWPGEPWWK AFDYWGQGTL VTVSSASTKG PSVFPLAPSS KSTSGGTAAL GCLVKDYFPE P VTVSWNSG ...文字列:
EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFNVV DFSLHWVRQA PGKGLEWVAY ISSSSGSTSY ADSVKGRFTI SADTSKNTAY LQMNSLRAE DTAVYYCARW GYWPGEPWWK AFDYWGQGTL VTVSSASTKG PSVFPLAPSS KSTSGGTAAL GCLVKDYFPE P VTVSWNSG ALTSGVHTFP AVLQSSGLYS LSSVVTVPSS SLGTQTYICN VNHKPSNTKV DKKVEPK

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分子 #2: anti-BRIL Fab Light chain

分子名称: anti-BRIL Fab Light chain / 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: 23.20982 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: DIQMTQSPSS LSASVGDRVT ITCRASQSVS SAVAWYQQKP GKAPKLLIYS ASSLYSGVPS RFSGSRSGTD FTLTISSLQP EDFATYYCQ QYLYYSLVTF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD ...文字列:
DIQMTQSPSS LSASVGDRVT ITCRASQSVS SAVAWYQQKP GKAPKLLIYS ASSLYSGVPS RFSGSRSGTD FTLTISSLQP EDFATYYCQ QYLYYSLVTF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD SKDSTYSLSS TLTLSKADYE KHKVYACEVT HQGLSSPVTK SFNR

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分子 #3: Beta-arrestin-1,Soluble cytochrome b562

分子名称: Beta-arrestin-1,Soluble cytochrome b562 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 55.72716 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: LGDKGTRVFK KASPNGKLTV YLGKRDFVDH IDLVDPVDGV VLVDPEYLKE RRVYVTLTCA FRYGREDLDV LGLTFRKDLF VANVQSFPP APEDKKPLTR LQERLIKKLG EHAYPFTFEI PPNLPCSVTL QPGPEDTGKA CGVDYEVKAF CAENLEEKIH K RNSVRLVI ...文字列:
LGDKGTRVFK KASPNGKLTV YLGKRDFVDH IDLVDPVDGV VLVDPEYLKE RRVYVTLTCA FRYGREDLDV LGLTFRKDLF VANVQSFPP APEDKKPLTR LQERLIKKLG EHAYPFTFEI PPNLPCSVTL QPGPEDTGKA CGVDYEVKAF CAENLEEKIH K RNSVRLVI RKVQYAPEAD LEDNWETLND NLKVIEKADN AAQVKDALTK MRAAALDAQK ATPPKLEDKS PDSPEMKDFR HG FDILVGQ IDDALKLANE GKVKEAQAAA EQLKTTRNAY IQKYLPTAET TRQFLMSDKP LHLEASLDKE IYYHGEPISV NVH VTNNTN KTVKKIKISV RQYADICLFN TAQYKCPVAM EEADDTVAPS STFCKVYTLT PFLANNREKR GLALDGKLKH EDTN LASST LLREGANREI LGIIVSYKVK VKLVVSRGDY KDDDDKSDVA VELPFTLMHP KPKEEPPHRE VPESETPVDT NLIEL DTND DDIVFEDFAR

UniProtKB: Beta-arrestin-1, Soluble cytochrome b562, Beta-arrestin-1

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分子 #4: (1beta,6beta,7beta,8alpha,9beta,10alpha,13alpha,14R,16beta)-1,6,7...

分子名称: (1beta,6beta,7beta,8alpha,9beta,10alpha,13alpha,14R,16beta)-1,6,7,14-tetrahydroxy-7,20-epoxykauran-15-one
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: ODN
分子量理論値: 366.449 Da
Chemical component information

ChemComp-ODN:
(1beta,6beta,7beta,8alpha,9beta,10alpha,13alpha,14R,16beta)-1,6,7,14-tetrahydroxy-7,20-epoxykauran-15-one

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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7.5 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

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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: 57.0 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）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

1g4m

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.47 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1) / 使用した粒子像数: 177430
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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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain詳細

1g4m

chain_id: A, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

6ww2

chain_id: L, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

6ww2

chain_id: H, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

6ww2

chain_id: A, source_name: PDB, initial_model_type: experimental modelsoluble cytochrome b562 insert
得られたモデル

PDB-9dnm:
Structure of rat beta-arrestin 1 bound to allosteric 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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