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- EMDB-53947: M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-53947
タイトルM.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
マップデータUnsharpened cryo-EM map of a Bedaquiline incubated M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex.
試料
  • 複合体: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
    • タンパク質・ペプチド: Siderophore export accessory protein MmpS5
    • タンパク質・ペプチド: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
    • タンパク質・ペプチド: Meromycolate extension acyl carrier protein
  • リガンド: (1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadecanoyloxy)methyl]ethyl (9Z)-octadec-9-enoate
キーワードDrug efflux / RND transporter / Tuberculosis / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


lipid A biosynthetic process / acyl binding / acyl carrier activity / bioluminescence / generation of precursor metabolites and energy / extracellular region / membrane / plasma membrane / cytosol
類似検索 - 分子機能
Transport accessory protein MmpS / Transport accessory protein MmpS, C-terminal / Mycobacterium membrane protein / Membrane transport protein MmpL family / : / : / Membrane transport protein MMPL domain / MMPL family / Acyl carrier protein (ACP) / Green fluorescent protein, GFP ...Transport accessory protein MmpS / Transport accessory protein MmpS, C-terminal / Mycobacterium membrane protein / Membrane transport protein MmpL family / : / : / Membrane transport protein MMPL domain / MMPL family / Acyl carrier protein (ACP) / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / Phosphopantetheine attachment site / ACP-like superfamily / Carrier protein (CP) domain profile. / Phosphopantetheine binding ACP domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Meromycolate extension acyl carrier protein / Green fluorescent protein / Siderophore export accessory protein MmpS5 / Siderophore exporter MmpL5
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis (結核菌) / Aequorea victoria (オワンクラゲ) / Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Fountain AJ / Luisi BF / Ramakrishnan L
資金援助 英国, European Union, 3件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust223103/Z/21/Z 英国
European Research Council (ERC)742210European Union
Wellcome Trust222451/Z/21/Z 英国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Structural and functional analysis of the MmpS5L5 efflux pump presages a pathway to increased bedaquiline resistance.
著者: Adam J Fountain / Jan Böhning / Stephen H McLaughlin / Tomos E Morgan / Paul H Edelstein / Mark Troll / Meindert H Lamers / Tanmay A M Bharat / Ben F Luisi / Lalita Ramakrishnan
要旨: Bedaquiline, an antitubercular drug that targets ATP-synthase, is a key component of a new oral drug regimen that has revolutionized the treatment of multi drug resistant tuberculosis. Clinical ...Bedaquiline, an antitubercular drug that targets ATP-synthase, is a key component of a new oral drug regimen that has revolutionized the treatment of multi drug resistant tuberculosis. Clinical bedaquiline resistance in has rapidly emerged, primarily due to mutations in the transcriptional repressor, that result in upregulation of the Resistance-Nodulation-Division (RND) efflux pump MmpS5/MmpL5 (MmpS5L5). Here, to understand how MmpS5L5 effluxes bedaquiline, we determined the structure of the MmpS5L5 complex using cryo-electron microscopy, revealing a novel trimeric architecture distinct from the canonical tripartite RND efflux pumps of Gram-negative bacteria. Structure prediction modelling in conjunction with functional genetic analysis indicates that it uses a periplasmic coiled-coil tube to transport molecules across the cell wall. Structure-guided genetic approaches identify MmpL5 mutations that alter bedaquiline transport; these mutations converge on a region in MmpL5 located in the lower portion of the periplasmic cavity, proximal to the outer leaflet of the inner membrane, suggesting a route for bedaquiline entry into the pump. While currently known clinical resistance to bedaquiline is due to pump upregulation, our findings that several MmpL5 variants increase bedaquiline efflux may presage the emergence of additional modes of clinical resistance.
SIGNIFICANCE STATEMENT: Resistance to bedaquiline, a cornerstone drug for treating multidrug-resistant tuberculosis, is rapidly emerging due to mutations that upregulate expression of the MmpS5L5 ...SIGNIFICANCE STATEMENT: Resistance to bedaquiline, a cornerstone drug for treating multidrug-resistant tuberculosis, is rapidly emerging due to mutations that upregulate expression of the MmpS5L5 efflux pump. Here, we reveal the cryo-EM structure of this pump, showing a novel trimeric architecture and a unique α-helical coiled-coil tube for drug transport. Structure-guided genetic analysis identifies MmpL5 variants that further increase bedaquiline efflux, suggesting potential resistance mechanisms beyond pump upregulation.
履歴
登録2025年6月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年8月13日-
マップ公開2025年8月13日-
更新2025年8月13日-
現状2025年8月13日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_53947.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_53947.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Unsharpened cryo-EM map of a Bedaquiline incubated M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex.
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 400 pix.
= 382. Å		0.96 Å/pix.
x 400 pix.
= 382. Å		0.96 Å/pix.
x 400 pix.
= 382. 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: 0.955 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: 0.045
最小 - 最大-0.09747459 - 0.18995674
平均 (標準偏差)0.0002680565 (±0.0049638045)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 382.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_53947_msk_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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追加マップ: Sharpened cryo-EM map of Bedaquiline-incubated M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex...

ファイルemd_53947_additional_1.map
注釈Sharpened cryo-EM map of Bedaquiline-incubated M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
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_53947_half_map_1.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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ハーフマップ: Half map B

ファイルemd_53947_half_map_2.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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試料の構成要素

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全体 : Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex

全体名称: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
要素
  • 複合体: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
    • タンパク質・ペプチド: Siderophore export accessory protein MmpS5
    • タンパク質・ペプチド: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
    • タンパク質・ペプチド: Meromycolate extension acyl carrier protein
  • リガンド: (1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadecanoyloxy)methyl]ethyl (9Z)-octadec-9-enoate

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超分子 #1: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex

超分子名称: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
詳細: Incubated with 50 micromolar bedaquiline (1.38% DMSO final)
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
分子量理論値: 412 KDa

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分子 #1: Siderophore export accessory protein MmpS5

分子名称: Siderophore export accessory protein MmpS5 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
分子量理論値: 15.348535 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
配列文字列:
MSIGTLKRAW IPLLILVVVA IAGFTVQRIR TFFGSEGILV TPKVFADDPE PFDPKVVEYE VSGSGSYVNI NYLDLDAKPQ RIDGAALPW SLTLKTTAPS AAPNILAQGD GTSITCRITV DGEVKDERTA TGVDALTYCF VKSA

UniProtKB: Siderophore export accessory protein MmpS5

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分子 #2: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein

分子名称: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Aequorea victoria (オワンクラゲ)
分子量理論値: 111.448602 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
配列文字列: MIVQRTAAPT GSVPPDRHAA RPFIPRMIRT FAVPIILGWL VTIAVLNVTV PQLETVGQIQ AVSMSPDAAP SMISMKHIGK VFEEGDSDS AAMIVLEGQR PLGDAAHAFY DQMIGRLQAD TTHVQSLQDF WGDPLTATGA QSSDGKAAYV QVKLAGNQGE S LANESVEA ...文字列:
MIVQRTAAPT GSVPPDRHAA RPFIPRMIRT FAVPIILGWL VTIAVLNVTV PQLETVGQIQ AVSMSPDAAP SMISMKHIGK VFEEGDSDS AAMIVLEGQR PLGDAAHAFY DQMIGRLQAD TTHVQSLQDF WGDPLTATGA QSSDGKAAYV QVKLAGNQGE S LANESVEA VKTIVERLAP PPGVKVYVTG SAALVADQQQ AGDRSLQVIE AVTFTVIIVM LLLVYRSIIT SAIMLTMVVL GL LATRGGV AFLGFHRIIG LSTFATNLLV VLAIAAATDY AIFLIGRYQE ARGLGQDRES AYYTMFGGTA HVVLGSGLTI AGA TFCLSF TRLPYFQTLG VPLAIGMVIV VAAALTLGPA IIAVTSRFGK LLEPKRMARV RGWRKVGAAI VRWPGPILVG AVAL ALVGL LTLPGYRTNY NDRNYLPADL PANEGYAAAE RHFSQARMNP EVLMVESDHD MRNSADFLVI NKIAKAIFAV EGISR VQAI TRPDGKPIES FYLPPEVFDN PDFQRGLEQF LSPDGHAVRF IISHEGDPMS QAGIARIAKI KTAAKEAIKG TPLEGS AIY LGGTAAMFKD LSDGNTYDLM IAGISALCLI FIIMLITTRS VVAAAVIVGT VVLSLGASFG LSVLIWQHIL GIELHWL VL AMAVIILLAV GADYNLLLVA RLKEEIHAGI NTGIIRAMGG SGSVVTAAGL VFAFTMMSFA VSELTVMAQV GTTIGMGL L FDTLIVRSFM TPSIAALLGK WFWWPQVVRQ RPIPQPWPSP ASARTFALVA LEVLFQGPQF SKGEELFTGV VPILVELDG DVNGHKFSVS GEGEGDATYG KLTLKFICTT GKLPVPWPTL VTTLTYGVQC FSRYPDHMKR HDFFKSAMPE GYVQERTISF KDDGNYKTR AEVKFEGDTL VNRIELKGID FKEDGNILGH KLEYNYNSHN VYITADKQKN GIKANFKIRH NIEDGSVQLA D HYQQNTPI GDGPVLLPDN HYLSTQSALS KDPNEKRDHM VLLEFVTAAG ITHGMDELYK TSDYKDDDDK

UniProtKB: Siderophore exporter MmpL5, Siderophore exporter MmpL5, Green fluorescent protein

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分子 #3: Meromycolate extension acyl carrier protein

分子名称: Meromycolate extension acyl carrier protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株: mc2 155
分子量理論値: 11.084209 KDa
配列文字列:
MAATQEEIIA GLAEIIEEVT GIEPSEVTPE KSFVDDLDID (4HH)LSMVEIAVQ TEDKYGVKIP DEDLAGLRTV GDVVAY IQK LEEENPEAAA ALREKFAADQ

UniProtKB: Meromycolate extension acyl carrier protein

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分子 #4: (1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadeca...

分子名称: (1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadecanoyloxy)methyl]ethyl (9Z)-octadec-9-enoate
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: L9Q
分子量理論値: 746.05 Da
Chemical component information

ChemComp-L9Q:
(1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadecanoyloxy)methyl]ethyl (9Z)-octadec-9-enoate

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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2.2 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClSodium chloride
50.0 mMHEPES
0.004 %LMNG
50.0 micromolarBedaquiline
1.38 %DMSO

詳細: 50 mM HEPES pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.004% LMNG
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 70 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.02 kPa / 詳細: Edwards S150B glow discharger
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
詳細This protein preparation contains both monomeric MmpL5-AcpM complexes, and a small subset of trimeric MmpS5L5-AcpM complexes in LMNG with 50 micromolar Bedaquiline

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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 X / エネルギーフィルター - スリット幅: 10 eV
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: 1 / 実像数: 6041 / 平均露光時間: 6.2 sec. / 平均電子線量: 80.0 e/Å2
詳細: Images were collected at 0, 20 and 40 degree tilt, approximately equal numbers of movies for each tilt value.
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）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 µm / 倍率（公称値）: 130000
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: 4900000
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.2) / 使用した粒子像数: 33185
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6.2)
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Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
詳細: AlphaFold2 prediction of full-length MmpS5-MmpL5 trimeric complex
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-9rgb:
M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex

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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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