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- EMDB-48726: Structure of Xenopus KCNQ1(E150R/R221E)-CaM with the VSD in the i... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-48726
タイトルStructure of Xenopus KCNQ1(E150R/R221E)-CaM with the VSD in the intermediate state
マップデータ
試料
  • 複合体: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R221E) in complex with calmodulin
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
キーワードPotassium Ion Channel Protein / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of gastric acid secretion / membrane repolarization / delayed rectifier potassium channel activity / outward rectifier potassium channel activity / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / intestinal absorption / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels ...regulation of gastric acid secretion / membrane repolarization / delayed rectifier potassium channel activity / outward rectifier potassium channel activity / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / intestinal absorption / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / PKA activation / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / renal absorption / presynaptic endocytosis / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Phase 0 - rapid depolarisation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / calcineurin-mediated signaling / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / inner ear development / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Long-term potentiation / protein phosphatase activator activity / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / monoatomic ion channel complex / voltage-gated potassium channel activity / catalytic complex / Smooth Muscle Contraction / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / RHO GTPases activate IQGAPs / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / cellular response to interferon-beta / Protein methylation / calcium channel inhibitor activity / Activation of AMPK downstream of NMDARs / presynaptic cytosol / Ion homeostasis / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / eNOS activation / titin binding / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / sperm midpiece / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / regulation of calcium-mediated signaling / voltage-gated potassium channel complex / potassium ion transmembrane transport / calcium channel complex / FCERI mediated Ca+2 mobilization / substantia nigra development / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / regulation of heart rate / cytoplasmic vesicle membrane / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / calyx of Held / adenylate cyclase activator activity / sarcomere / VEGFR2 mediated cell proliferation / protein serine/threonine kinase activator activity / regulation of cytokinesis / VEGFR2 mediated vascular permeability / spindle microtubule / calcium channel regulator activity / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / RAF activation / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / response to calcium ion / cellular response to type II interferon / Stimuli-sensing channels / G2/M transition of mitotic cell cycle / long-term synaptic potentiation / spindle pole / RAS processing / Signaling by RAF1 mutants / calcium-dependent protein binding / Signaling by moderate kinase activity BRAF mutants / Paradoxical activation of RAF signaling by kinase inactive BRAF / Signaling downstream of RAS mutants
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. ...Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
類似検索 - 構成要素
生物種Xenopus laevis (アフリカツメガエル) / 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: 3.53 Å
データ登録者Kyriakis E / Russo S / Molinarolo S / Eldstrom J / Van Petegem F / Fedida D
資金援助 カナダ, 6件
OrganizationGrant number国
Canadian Institutes of Health Research (CIHR)PJT-156181 カナダ
Canadian Institutes of Health Research (CIHR)PJT-518041 カナダ
Other governmentG-21-0031566
Other governmentG-24-0036478
Canadian Institutes of Health Research (CIHR)PJT-153305 カナダ
Other governmentRT-2022-2735
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: A physiologically-relevant intermediate state structure of a voltage-gated potassium channel.
著者: Efthimios Kyriakis / Daniel Sastre / Jodene Eldstrom / Agnese Roscioni / Sophia Russo / Fariba Ataei / Ying Dou / Magnus Chan / Steven Molinarolo / Luca Maragliano / Filip Van Petegem / David Fedida /
要旨: Voltage-gated potassium ion (K) channels perform critical roles in many physiological processes, while gain- or loss-of-function mutations lead to life-threatening pathologies. Here, we establish the ...Voltage-gated potassium ion (K) channels perform critical roles in many physiological processes, while gain- or loss-of-function mutations lead to life-threatening pathologies. Here, we establish the high-resolution structure of a pivotal intermediate state of the Kv7.1 (KCNQ1) channel using cryogenic electron microscopy. The 3.53 Å resolution structure reveals straightened upper S1 and S2 voltage sensor helices, distancing them from the pore filter helix compared to fully activated channels. The outward translation of the S4 voltage sensor is essentially complete in this intermediate state, and the S4-S6 helices and the S4-S5 linker do not change position significantly between intermediate and activated states. The PIP2 ligand can bind in both states. Movement of S1 and S2 helices towards the filter helix from intermediate to activated states may explain smaller components of KCNQ1 voltage sensor fluorescence, differential Rb/K selectivity, and pharmacological responses to activators and inhibitors. Single channel recordings and the location of long QT mutations suggest the potential physiological and disease importance of the intermediate state.
履歴
登録2025年1月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年10月15日-
マップ公開2025年10月15日-
更新2025年10月15日-
現状2025年10月15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_48726.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_48726.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

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.96 Å/pix.
x 360 pix.
= 345.6 Å		0.96 Å/pix.
x 360 pix.
= 345.6 Å		0.96 Å/pix.
x 360 pix.
= 345.6 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: 0.96 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: 0.113
最小 - 最大-0.3528447 - 0.78215104
平均 (標準偏差)0.001148117 (±0.016980803)
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: 345.6 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_48726_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_48726_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 : Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R22...

全体名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R221E) in complex with calmodulin
要素
  • 複合体: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R221E) in complex with calmodulin
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1

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超分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R22...

超分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 (E150R/R221E) in complex with calmodulin
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
分子量理論値: 317.56 KDa

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
分子量理論値: 62.375137 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MATDPPRPTI NLDPRVSIYS GRRPLLSRTN IQGRVYNFLE RPTGWKCFVY HFTVFLIVLI CLIFSVLSTI QQYNNLATET LFWMRIVLV VFFGAEYVVR LWSAGCRSKY VGVWGRLRFA RKPISVIDLI VVVASVIVLC VGSNGQVFAT SAIRGIEFLQ I LRMLHVDR ...文字列:
MATDPPRPTI NLDPRVSIYS GRRPLLSRTN IQGRVYNFLE RPTGWKCFVY HFTVFLIVLI CLIFSVLSTI QQYNNLATET LFWMRIVLV VFFGAEYVVR LWSAGCRSKY VGVWGRLRFA RKPISVIDLI VVVASVIVLC VGSNGQVFAT SAIRGIEFLQ I LRMLHVDR QGGTWRLLGS VVFIHRQELI TTLYIGFLGL IFSSYFVYLA EKDAIDSSGE YQFGSYADAL WWGVVTVTTI GY GDKVPQT WIGKTIASCF SVFAISFFAL PAGILGSGFA LKVQQKQRQK HFNRQIPAAA SLIQTAWRCY AAENPDSATW KIY IRKQSR NHHLMSPSPK PKKSAMVKKK KIRTERDEGS TDKMLNIPHI TYDHVADDRK NDGYSVESYE NTVRKPFGFL DPST GPFIR TSSFTDDLDM EGDTLLTPIT HISELKEHHR AAIKVIRRMQ YFVAKKKFQQ ARKPYDVRDV IEQYSQGHLN LMVRI KELQ RRLDQSLGKP SLFLSVSDKV KDKGINTIGS RLNRVEDKVT QMDHKLNLIT DMLHHLLTNQ Q

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

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分子 #2: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-1

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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3 mg/mL
緩衝液pH: 7.2
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMKClpotassium chloride
20.0 mM4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid
2.0 mMDithiothreitol
4.0 mMEGTA
0.03 %glyco-diosgenin
グリッドモデル: Quantifoil R2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 98 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: TFS Selectris
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 4 / 実像数: 43384 / 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）: 0.5 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

粒子像選択選択した数: 10095344
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.0) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.53 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.0) / 使用した粒子像数: 95597
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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