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- EMDB-53960: Cryo-EM structure of the inward-facing apo NhaA with flexible N-t... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-53960
タイトルCryo-EM structure of the inward-facing apo NhaA with flexible N-terminus at pH 6.3
マップデータ
試料
  • 複合体: NhaA in complex with Fv6F9
    • 複合体: NhaA
      • タンパク質・ペプチド: Na(+)/H(+) antiporter NhaA
    • 複合体: Fv6F9
      • タンパク質・ペプチド: Fv6F9 heavy chain
      • タンパク質・ペプチド: Fv6F9 light chain
キーワードNhaA / sodium proton exchanger / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


response to alkaline pH / sodium:proton antiporter activity / cardiolipin binding / response to salt stress / regulation of intracellular pH / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Na+/H+ antiporter NhaA / Na+/H+ antiporter domain superfamily / Na+/H+ antiporter 1
類似検索 - ドメイン・相同性
Na(+)/H(+) antiporter NhaA
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.7 Å
データ登録者Weng T-H / Safarian S / Michel H
資金援助 ドイツ, 1件
OrganizationGrant number国
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2026
タイトル: pH-dependent activation of the Na/H antiporter NhaA and conformational dynamics of its N-terminus.
著者: Tsai-Hsuan Weng / Balázs Fábián / Elena Olkhova / Sonja Welsch / Sarah Luise Schmidt / Tsafi Danieli / Yael Keren / Abraham Rimon / Schara Safarian / Gerhard Hummer / Etana Padan / Hartmut Michel /
要旨: Na⁺/H⁺ antiporters are vital for regulating intracellular pH and sodium ion levels across all domains of life. In Escherichia coli, NhaA is the principal Na⁺/H⁺ antiporter, exhibiting strong ...Na⁺/H⁺ antiporters are vital for regulating intracellular pH and sodium ion levels across all domains of life. In Escherichia coli, NhaA is the principal Na⁺/H⁺ antiporter, exhibiting strong pH sensitivity and rapid turnover, yet the structural transitions underlying its activation and substrate recognition have remained obscure. Here, we use single-particle cryo-electron microscopy to determine the conformational ensemble of NhaA across a physiological pH range and in the presence of Na⁺, complemented by constant-pH molecular dynamics simulations. High-resolution structures of apo and Na⁺-bound NhaA reconstituted in lipid nanodiscs reveal progressive opening of the cytoplasmic funnel with increasing pH. We also visualize the previously unresolved N-terminal tail, which forms a dynamic plug at the cytoplasmic entrance under low-pH conditions and disengages at alkaline pH, coinciding with activation. The Na⁺-bound structure captures Na⁺ coordination at the ion-binding site, and simulations suggest potential roles for the conserved charged residues. Together, these findings illuminate how pH sensing, N-terminal gating, and substrate binding are structurally coordinated in NhaA, providing a framework for understanding Na⁺/H⁺ antiporter activation and regulation, and the basis for targeting clinical important antiporters.
履歴
登録2025年6月8日-
ヘッダ(付随情報) 公開2026年6月17日-
マップ公開2026年6月17日-
更新2026年7月1日-
現状2026年7月1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_53960.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_53960.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 58.2 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.)
0.84 Å/pix.
x 248 pix.
= 207.576 Å		0.84 Å/pix.
x 248 pix.
= 207.576 Å		0.84 Å/pix.
x 248 pix.
= 207.576 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: 0.837 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: 0.009
最小 - 最大-0.02412508 - 0.03877257
平均 (標準偏差)0.000032543354 (±0.0012334782)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ248248248
Spacing248248248
セルA=B=C: 207.576 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: #1

ファイルemd_53960_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: #2

ファイルemd_53960_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 : NhaA in complex with Fv6F9

全体名称: NhaA in complex with Fv6F9
要素
  • 複合体: NhaA in complex with Fv6F9
    • 複合体: NhaA
      • タンパク質・ペプチド: Na(+)/H(+) antiporter NhaA
    • 複合体: Fv6F9
      • タンパク質・ペプチド: Fv6F9 heavy chain
      • タンパク質・ペプチド: Fv6F9 light chain

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超分子 #1: NhaA in complex with Fv6F9

超分子名称: NhaA in complex with Fv6F9 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 27 KDa

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超分子 #2: NhaA

超分子名称: NhaA / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)

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超分子 #3: Fv6F9

超分子名称: Fv6F9 / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Na(+)/H(+) antiporter NhaA

分子名称: Na(+)/H(+) antiporter NhaA / 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: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 43.585867 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MKHLHRFFSS DASGGIILII AAILAMIMAN SGATSGWYHD FLETPVQLRV GSLEINKNML LWINDALMAV FFLLVGLEVK RELMQGSLA SLRQAAFPVI AAIGGMIVPA LLYLAFNYAD PITREGWAIP AATDIAFALG VLALLGSRVP LALKIFLMAL A IIDDLGAI ...文字列:
MKHLHRFFSS DASGGIILII AAILAMIMAN SGATSGWYHD FLETPVQLRV GSLEINKNML LWINDALMAV FFLLVGLEVK RELMQGSLA SLRQAAFPVI AAIGGMIVPA LLYLAFNYAD PITREGWAIP AATDIAFALG VLALLGSRVP LALKIFLMAL A IIDDLGAI IIIALFYTND LSMASLGVAA VAIAVLAVLN LCGARRTGVY ILVGVVLWTA VLKSGVHATL AGVIVGFFIP LK EKHGRSP AKRLEHVLHP WVAYLILPLF AFANAGVSLQ GVTLDGLTSI LPLGIIAGLL IGKPLGISLF CWLALRLKLA HLP EGTTYQ QIMVVGILCG IGFTMSIFIA SLAFGSVDPE LINWAKLGIL VGSISSAVIG YSWLRVRLRP SVAAAIEGRI EGRL EHHHH HH

UniProtKB: Na(+)/H(+) antiporter NhaA

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分子 #2: Fv6F9 heavy chain

分子名称: Fv6F9 heavy 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 13.934411 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
EVKLHQSGAE LVRPGASVKL SCKALGYTFS DYEMHWVKQT PVHGLEWIGA IHPGSGGTAY NQKFKGKATL TADKSSSTAY MELSSLTSE DPAVYYCTKE EYGNDFDYWG QGTTVTVSSA WRHPQFGG

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分子 #3: Fv6F9 light chain

分子名称: Fv6F9 light 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 13.193555 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
DIELTQTPSS LSASLGERVS LTCRASQEIS GYLSWLQQKP DGTIKRLIYA ASTLDSGVPK RFSGSRSGSD YSLTISSLES EDFADYYCL QYASYPFTFG SGTKLEIKRE QKLISEEDLN

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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: 6.3
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 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
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: 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）: 2.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.1 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4) / 使用した粒子像数: 28412
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4)
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 ID:

9rh1


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
得られたモデル

PDB-9rh7:
Cryo-EM structure of the inward-facing apo NhaA with flexible N-terminus at pH 6.3

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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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