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- EMDB-48525: Inactive Mu-Opioid Receptor with Nb6M, NabFab, and isoquinuclidin... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-48525
タイトルInactive Mu-Opioid Receptor with Nb6M, NabFab, and isoquinuclidine compound#020_E1
マップデータ
試料
  • 複合体: Human Mu-Opioid Receptor
    • タンパク質・ペプチド: Mu-type opioid receptor
    • タンパク質・ペプチド: Nanobody 6M
    • タンパク質・ペプチド: NabFab Heavy Chain
    • タンパク質・ペプチド: NabFab Light Chain
  • リガンド: methyl (1S,3R,4S,6S,8M)-2-[(1-ethyl-1H-pyrazol-4-yl)methyl]-8-(3-hydroxyphenyl)-3,4-dimethyl-2-azabicyclo[2.2.2]oct-7-ene-6-carboxylate
キーワードG-protein coupled receptor / Mu-opioid / isoquinuclidine / antagonist / nanobodies / fabs / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Opioid Signalling / positive regulation of cAMP-mediated signaling / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / regulation of cellular response to stress / G protein-coupled opioid receptor signaling pathway / negative regulation of nitric oxide biosynthetic process / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / behavioral response to ethanol ...Opioid Signalling / positive regulation of cAMP-mediated signaling / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / regulation of cellular response to stress / G protein-coupled opioid receptor signaling pathway / negative regulation of nitric oxide biosynthetic process / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / behavioral response to ethanol / sensory perception / neuropeptide binding / regulation of NMDA receptor activity / positive regulation of neurogenesis / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / negative regulation of cAMP-mediated signaling / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / G-protein alpha-subunit binding / neuropeptide signaling pathway / voltage-gated calcium channel activity / MECP2 regulates neuronal receptors and channels / sensory perception of pain / Peptide ligand-binding receptors / G protein-coupled receptor activity / G-protein activation / positive regulation of nitric oxide biosynthetic process / G-protein beta-subunit binding / positive regulation of cytosolic calcium ion concentration / G alpha (i) signalling events / Interleukin-4 and Interleukin-13 signaling / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / perikaryon / positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade / endosome / neuron projection / axon / negative regulation of cell population proliferation / synapse / dendrite / Golgi apparatus / endoplasmic reticulum / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Mu opioid receptor / Opioid receptor / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family)
類似検索 - ドメイン・相同性
Mu-type opioid receptor
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.3 Å
データ登録者Kim JY / Vigneron SF / Billesbolle C / Manglik A / Shoichet BK
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)HR0011-19-2-0020 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM122481 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM122473 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Docking 14 million virtual isoquinuclidines against the mu and kappa opioid receptors reveals dual antagonists-inverse agonists with reduced withdrawal effects.
著者: Seth F Vigneron / Shohei Ohno / Joao Braz / Joseph Y Kim / Oh Sang Kweon / Chase Webb / Christian Billesbølle / Karnika Bhardwaj / John Irwin / Aashish Manglik / Allan I Basbaum / Jonathan A ...著者: Seth F Vigneron / Shohei Ohno / Joao Braz / Joseph Y Kim / Oh Sang Kweon / Chase Webb / Christian Billesbølle / Karnika Bhardwaj / John Irwin / Aashish Manglik / Allan I Basbaum / Jonathan A Ellman / Brian K Shoichet /
要旨: Large library docking of tangible molecules has revealed potent ligands across many targets. While make-on-demand libraries now exceed 75 billion enumerated molecules, their synthetic routes are ...Large library docking of tangible molecules has revealed potent ligands across many targets. While make-on-demand libraries now exceed 75 billion enumerated molecules, their synthetic routes are dominated by a few reaction types, reducing diversity and inevitably leaving many interesting bioactive-like chemotypes unexplored. Here, we investigate the large-scale enumeration and targeted docking of isoquinuclidines. These "natural-product-like" molecules are rare in the current libraries and are functionally congested, making them interesting as receptor probes. Using a modular, four-component reaction scheme, we built and docked a virtual library of over 14.6 million isoquinuclidines against both the μ- and -opioid receptors (MOR and KOR, respectively). Synthesis and experimental testing of 18 prioritized compounds found nine ligands with low μM affinities. Structure-based optimization revealed low- and sub-nM antagonists and inverse agonists targeting both receptors. Cryo-electron microscopy (cryoEM) structures illuminate the origins of activity on each target. In mouse behavioral studies, a potent member of the series with joint MOR-antagonist and KOR-inverse-agonist activity reversed morphine-induced analgesia, phenocopying the MOR-selective anti-overdose agent naloxone. Encouragingly, the new molecule induced less severe opioid-induced withdrawal symptoms compared to naloxone during withdrawal precipitation, and did not induce conditioned-place aversion, likely reflecting a reduction of dysphoria due to the compound's KOR-inverse agonism. The strengths and weaknesses of bespoke library docking, and of docking for opioid receptor polypharmacology, will be considered.
履歴
登録2025年1月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年2月12日-
マップ公開2025年2月12日-
更新2025年2月12日-
現状2025年2月12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_48525.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_48525.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 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

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明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.82 Å/pix.
x 360 pix.
= 294.804 Å		0.82 Å/pix.
x 360 pix.
= 294.804 Å		0.82 Å/pix.
x 360 pix.
= 294.804 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: 0.8189 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: 0.371
最小 - 最大-2.58749 - 3.3918226
平均 (標準偏差)0.000026449763 (±0.03809909)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 294.804 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_48525_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_48525_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 : Human Mu-Opioid Receptor

全体名称: Human Mu-Opioid Receptor
要素
  • 複合体: Human Mu-Opioid Receptor
    • タンパク質・ペプチド: Mu-type opioid receptor
    • タンパク質・ペプチド: Nanobody 6M
    • タンパク質・ペプチド: NabFab Heavy Chain
    • タンパク質・ペプチド: NabFab Light Chain
  • リガンド: methyl (1S,3R,4S,6S,8M)-2-[(1-ethyl-1H-pyrazol-4-yl)methyl]-8-(3-hydroxyphenyl)-3,4-dimethyl-2-azabicyclo[2.2.2]oct-7-ene-6-carboxylate

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超分子 #1: Human Mu-Opioid Receptor

超分子名称: Human Mu-Opioid Receptor / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 46 MDa

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分子 #1: Mu-type opioid receptor

分子名称: Mu-type opioid receptor / 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: 46.081359 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: DYKDDDDASI DMDSSAAPTN ASNCTDALAY SSCSPAPSPG SWVNLSHLDG NLSDPCGPNR TDLGGRDSLC PPTGSPSMIT AITIMALYS IVCVVGLFGN FLVMYVIVRY TKMKTATNIY IFNLALADAL ATSTLPFQSV NYLMGTWPFG TILCKIVISI D YYNMFTSI ...文字列:
DYKDDDDASI DMDSSAAPTN ASNCTDALAY SSCSPAPSPG SWVNLSHLDG NLSDPCGPNR TDLGGRDSLC PPTGSPSMIT AITIMALYS IVCVVGLFGN FLVMYVIVRY TKMKTATNIY IFNLALADAL ATSTLPFQSV NYLMGTWPFG TILCKIVISI D YYNMFTSI FTLCTMSVDR YIAVCHPVKA LDFRTPRNAK IINVCNWILS SAIGLPVMFM ATTKYRQGSI DCTLTFSHPT WY WENLLKI CVFIFAFIMP VLIITVCYGL MILRLKSVRL LSGSREKDRN LRRITRMVLV VVAVFIVCWT PIHIYVIIKA LVT IPETTF QTVSWHFCIA LGYTNSCLNP VLYAFLDENF KRCFREFCIP TSSNIEQQNS TRIRQNTRDH PSTANTVDRT NHQL ENLEA ETAPLP

UniProtKB: Mu-type opioid receptor

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分子 #2: Nanobody 6M

分子名称: Nanobody 6M / 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: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 14.418919 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
QRQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGTIFR LYDMGWFRQA PGKEREGVAS ITSGGSTKYA DSVKGRFTIS RDNAKNTVYL QMNSLEPED TAVYYCNAEY RTGIWEELLD GWGKGTPVTV SSHHHHHHEP EA

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分子 #3: NabFab Heavy Chain

分子名称: NabFab Heavy Chain / 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: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 25.684463 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFSYYSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSSSSY TSYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYQYWQYH ASWYWNGGLD YWGQGTLVTV SSASTKGPSV FPLAPSSKST SGGTAALGCL V KDYFPEPV ...文字列:
EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFSYYSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSSSSY TSYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYQYWQYH ASWYWNGGLD YWGQGTLVTV SSASTKGPSV FPLAPSSKST SGGTAALGCL V KDYFPEPV TVSWNSGALT SGVHTFPAVL QSSGLYSLSS VVTVPSSSLG TQTYICNVNH KPSNTKVDKK VEPKSCDKTH T

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分子 #4: NabFab Light Chain

分子名称: NabFab Light Chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 23.258783 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSSSSLITF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD ...文字列:
SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSSSSLITF GQGTKVEIKR TVAAPSVFIF PPSDSQLKSG TASVVCLLNN FYPREAKVQW KVDNALQSGN S QESVTEQD SKDSTYSLSS TLTLSKADYE KHKVYACEVT HQGLSSPVTK SFNRGEC

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分子 #5: methyl (1S,3R,4S,6S,8M)-2-[(1-ethyl-1H-pyrazol-4-yl)methyl]-8-(3-...

分子名称: methyl (1S,3R,4S,6S,8M)-2-[(1-ethyl-1H-pyrazol-4-yl)methyl]-8-(3-hydroxyphenyl)-3,4-dimethyl-2-azabicyclo[2.2.2]oct-7-ene-6-carboxylate
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: A1BNM
分子量理論値: 395.495 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
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系位相板: OTHER
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: 47.7 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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: INSILICO MODEL
最終 再構成アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 259816
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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