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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-4773 | ||||||||||||
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タイトル | Heterodimeric ABC exporter TmrAB in inward-facing narrow conformation under turnover conditions | ||||||||||||
マップデータ | None | ||||||||||||
試料 |
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機能・相同性 | 機能・相同性情報 ATPase-coupled lipid transmembrane transporter activity / ABC-type transporter activity / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | Thermus thermophilus HB27 (バクテリア) / Thermus thermophilus (バクテリア) / Vicugna pacos (アルパカ) | ||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Januliene D / Hofmann S / Medhdipour AR / Thomas C / Hummer G / Tampe R / Moeller A | ||||||||||||
資金援助 | ドイツ, 3件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2019 タイトル: Conformation space of a heterodimeric ABC exporter under turnover conditions. 著者: Susanne Hofmann / Dovile Januliene / Ahmad R Mehdipour / Christoph Thomas / Erich Stefan / Stefan Brüchert / Benedikt T Kuhn / Eric R Geertsma / Gerhard Hummer / Robert Tampé / Arne Moeller / 要旨: Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of ...Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has the capacity to capture molecular machines in action. ATP-binding cassette (ABC) exporters are highly dynamic membrane proteins that extrude a wide range of substances from the cytosol and thereby contribute to essential cellular processes, adaptive immunity and multidrug resistance. Despite their importance, the coupling of nucleotide binding, hydrolysis and release to the conformational dynamics of these proteins remains poorly resolved, especially for heterodimeric and/or asymmetric ABC exporters that are abundant in humans. Here we present eight high-resolution cryo-EM structures that delineate the full functional cycle of an asymmetric ABC exporter in a lipid environment. Cryo-EM analysis under active turnover conditions reveals distinct inward-facing (IF) conformations-one of them with a bound peptide substrate-and previously undescribed asymmetric post-hydrolysis states with dimerized nucleotide-binding domains and a closed extracellular gate. By decreasing the rate of ATP hydrolysis, we could capture an outward-facing (OF) open conformation-an otherwise transient state vulnerable to substrate re-entry. The ATP-bound pre-hydrolysis and vanadate-trapped states are conformationally equivalent; both comprise co-existing OF conformations with open and closed extracellular gates. By contrast, the post-hydrolysis states from the turnover experiment exhibit asymmetric ATP and ADP occlusion after phosphate release from the canonical site and display a progressive separation of the nucleotide-binding domains and unlocking of the intracellular gate. Our findings reveal that phosphate release, not ATP hydrolysis, triggers the return of the exporter to the IF conformation. By mapping the conformational landscape during active turnover, aided by mutational and chemical modulation of kinetic rates to trap the key intermediates, we resolved fundamental steps of the substrate translocation cycle of asymmetric ABC transporters. | ||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_4773.map.gz | 4 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-4773-v30.xml emd-4773.xml | 22.7 KB 22.7 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_4773_fsc.xml | 9.2 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_4773.png | 43 KB | ||
マスクデータ | emd_4773_msk_1.map | 64 MB | マスクマップ | |
その他 | emd_4773_half_map_1.map.gz emd_4773_half_map_2.map.gz | 59.4 MB 59.4 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-4773 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-4773 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_4773_validation.pdf.gz | 490.4 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_4773_full_validation.pdf.gz | 489.5 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_4773_validation.xml.gz | 15.1 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-4773 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-4773 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 6rafMC 4774C 4775C 4776C 4777C 4778C 4779C 4780C 4781C 6ragC 6rahC 6raiC 6rajC 6rakC 6ralC 6ramC 6ranC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ |
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_4773.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | None | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.077 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-マスク #1
ファイル | emd_4773_msk_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: Half map 1
ファイル | emd_4773_half_map_1.map | ||||||||||||
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注釈 | Half map 1 | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: Half map 2
ファイル | emd_4773_half_map_2.map | ||||||||||||
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注釈 | Half map 2 | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
+全体 : TmrAB in inward-facing narrow conformation
+超分子 #1: TmrAB in inward-facing narrow conformation
+超分子 #2: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
+超分子 #3: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
+超分子 #4: Anti-vesicular stomatitis virus N VHH
+分子 #1: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
+分子 #2: Multidrug resistance ABC transporter ATP-binding and permease protein
+分子 #3: Anti-vesicular stomatitis virus N VHH
+分子 #4: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
+分子 #5: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
+分子 #6: MAGNESIUM ION
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 1 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 7.5 |
グリッド | モデル: Quantifoil, UltrAuFoil / 材質: GOLD / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE |
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 |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k) 検出モード: COUNTING / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 62.0 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 / Cs: 2.7 mm |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |