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- EMDB-60570: Cryo-EM structure of human testis-specific Na+,K+-ATPase alpha4 i... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-60570
タイトルCryo-EM structure of human testis-specific Na+,K+-ATPase alpha4 in ouabain-bound form
マップデータ
試料
  • 複合体: alpha4-beta1 heterodimer
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: SODIUM ION
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: OUABAIN
  • リガンド: 2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl}-4-{[(3beta,9beta,14beta,17beta,25R)-spirost-5-en-3-yl]oxy}butyl 4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water
キーワードP-type ATPase / sodium pump / Na+ / K+-ATPase / testis / human / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


photoreceptor cell cilium / protein transport into plasma membrane raft / Na+/K+-exchanging ATPase / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / rod photoreceptor outer segment / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization ...photoreceptor cell cilium / protein transport into plasma membrane raft / Na+/K+-exchanging ATPase / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / rod photoreceptor outer segment / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization / establishment or maintenance of transmembrane electrochemical gradient / sodium ion export across plasma membrane / cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / flagellated sperm motility / ATPase-coupled monoatomic cation transmembrane transporter activity / intracellular sodium ion homeostasis / regulation of calcium ion transmembrane transport / fertilization / regulation of cellular pH / relaxation of cardiac muscle / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / Basigin interactions / sodium ion transport / organelle membrane / potassium ion import across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / ATPase activator activity / Ion transport by P-type ATPases / lateral plasma membrane / intercalated disc / sperm flagellum / transporter activator activity / transport across blood-brain barrier / ATP metabolic process / Ion homeostasis / cardiac muscle contraction / monoatomic ion transport / sperm midpiece / potassium ion transmembrane transport / T-tubule / sodium ion transmembrane transport / proton transmembrane transport / regulation of membrane potential / protein localization to plasma membrane / cell projection / establishment of localization in cell / sarcolemma / caveola / potassium ion transport / kinase binding / intracellular calcium ion homeostasis / MHC class II protein complex binding / extracellular vesicle / regulation of gene expression / ATPase binding / spermatogenesis / protein-macromolecule adaptor activity / basolateral plasma membrane / Potential therapeutics for SARS / response to hypoxia / cell surface receptor signaling pathway / cell adhesion / protein stabilization / apical plasma membrane / membrane raft / protein heterodimerization activity / innate immune response / protein kinase binding / ATP hydrolysis activity / extracellular exosome / ATP binding / metal ion binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / : / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus ...Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / : / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation transport ATPase (P-type) / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1 / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4
類似検索 - 構成要素
生物種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: 2.37 Å
データ登録者Abe K / Blanco G
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)24K01975 日本
引用ジャーナル: Int J Mol Sci / 年: 2024
タイトル: Molecular Structure of the Na,K-ATPase α4β1 Isoform in Its Ouabain-Bound Conformation.
著者: Kazuhiro Abe / Jeff McDermott / Hridya Valia Madapally / Parthiban Marimuthu / Chai C Gopalasingam / Christoph Gerle / Hideki Shigematsu / Himanshu Khandelia / Gustavo Blanco /
要旨: Na,K-ATPase is the active ion transport system that maintains the electrochemical gradients for Na and K across the plasma membrane of most animal cells. Na,K-ATPase is constituted by the association ...Na,K-ATPase is the active ion transport system that maintains the electrochemical gradients for Na and K across the plasma membrane of most animal cells. Na,K-ATPase is constituted by the association of two major subunits, a catalytic α and a glycosylated β subunit, both of which exist as different isoforms (in mammals known as α1, α2, α3, α4, β1, β2 and β3). Na,K-ATPase α and β isoforms assemble in different combinations to produce various isozymes with tissue specific expression and distinct biochemical properties. Na,K-ATPase α4β1 is only found in male germ cells of the testis and is mainly expressed in the sperm flagellum, where it plays a critical role in sperm motility and male fertility. Here, we report the molecular structure of Na,K-ATPase α4β1 at 2.37 Å resolution in the ouabain-bound state and in the presence of beryllium fluoride. Overall, Na,K-ATPase α4 structure exhibits the basic major domains of a P-Type ATPase, resembling Na,K-ATPase α1, but has differences specific to its distinct sequence. Dissimilarities include the site where the inhibitor ouabain binds. Molecular simulations indicate that glycosphingolipids can bind to a putative glycosphingolipid binding site, which could potentially modulate Na,K-ATPase α4 activity. This is the first experimental evidence for the structure of Na,K-ATPase α4β1. These data provide a template that will aid in better understanding the function Na,K-ATPase α4β1 and will be important for the design and development of compounds that can modulate Na,K-ATPase α4 activity for the purpose of improving male fertility or to achieve male contraception.
履歴
登録2024年6月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年12月4日-
マップ公開2024年12月4日-
更新2024年12月11日-
現状2024年12月11日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_60570.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_60570.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 347.6 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.)
0.75 Å/pix.
x 450 pix.
= 338.4 Å		0.75 Å/pix.
x 450 pix.
= 338.4 Å		0.75 Å/pix.
x 450 pix.
= 338.4 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: 0.752 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: 0.886
最小 - 最大-2.275366 - 4.372786
平均 (標準偏差)-0.0024274038 (±0.0760784)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ450450450
Spacing450450450
セルA=B=C: 338.4 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_60570_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)

-
ハーフマップ: #2

ファイルemd_60570_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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_60570_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 : alpha4-beta1 heterodimer

全体名称: alpha4-beta1 heterodimer
要素
  • 複合体: alpha4-beta1 heterodimer
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4
    • タンパク質・ペプチド: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: SODIUM ION
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: OUABAIN
  • リガンド: 2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl}-4-{[(3beta,9beta,14beta,17beta,25R)-spirost-5-en-3-yl]oxy}butyl 4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water

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超分子 #1: alpha4-beta1 heterodimer

超分子名称: alpha4-beta1 heterodimer / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 135 kDa/nm

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分子 #1: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4

分子名称: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: Na+/K+-exchanging ATPase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 108.998727 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MVVMDDHKLT LEELSTKYSV DLTKGHSHQR AKEILTRGGP NTVTPPPTTP EWVKFCKQLF GGFSLLLWTG AILCFVAYSI QIYFNEEPT KDNLYLSIVL SVVVIVTGCF SYYQEAKSSK IMESFKNMVP QQALVIRGGE KMQINVQEVV LGDLVEIKGG D RVPADLRL ...文字列:
MVVMDDHKLT LEELSTKYSV DLTKGHSHQR AKEILTRGGP NTVTPPPTTP EWVKFCKQLF GGFSLLLWTG AILCFVAYSI QIYFNEEPT KDNLYLSIVL SVVVIVTGCF SYYQEAKSSK IMESFKNMVP QQALVIRGGE KMQINVQEVV LGDLVEIKGG D RVPADLRL ISAQGCKVDN SSLTGESEPQ SRSPDFTHEN PLETRNICFF STNCVEGTAR GIVIATGDST VMGRIASLTS GL AVGQTPI AAEIEHFIHL ITVVAVFLGV TFFALSLLLG YGWLEAIIFL IGIIVANVPE GLLATVTVCL TLTAKRMARK NCL VKNLEA VETLGSTSTI CS(BFD)KTGTLTQ NRMTVAHMWF DMTVYEADTT EEQTGKTFTK SSDTWFMLAR IAGLCNRADF KANQEILPI AKRATTGDAS ESALLKFIEQ SYSSVAEMRE KNPKVAEIPF NSTNKYQMSI HLREDSSQTH VLMMKGAPER I LEFCSTFL LNGQEYSMND EMKEAFQNAY LELGGLGERV LGFCFLNLPS SFSKGFPFNT DEINFPMDNL CFVGLISMID PP RAAVPDA VSKCRSAGIK VIMVTGDHPI TAKAIAKGVG IISEGTETAE EVAARLKIPI SKVDASAAKA IVVHGAELKD IQS KQLDQI LQNHPEIVFA RTSPQQKLII VEGCQRLGAV VAVTGDGVND SPALKKADIG IAMGISGSDV SKQAADMILL DDNF ASIVT GVEEGRLIFD NLKKSIMYTL TSNIPEITPF LMFIILGIPL PLGTITILCI DLGTDMVPAI SLAYESAESD IMKRL PRNP KTDNLVNHRL IGMAYGQIGM IQALAGFFTY FVILAENGFR PVDLLGIRLH WEDKYLNDLE DSYGQQWTYE QRKVVE FTC QTAFFVTIVV VQWADLIISK TRRNSLFQQG MRNKVLIFGI LEETLLAAFL SYTPGMDVAL RMYPLKITWW LCAIPYS IL IFVYDEIRKL LIRQHPDGWV ERETYY

UniProtKB: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-4

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分子 #2: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1

分子名称: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1 / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 35.108258 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MARGKAKEEG SWKKFIWNSE KKEFLGRTGG SWFKILLFYV IFYGCLAGIF IGTIQVMLLT ISEFKPTYQD RVAPPGLTQI PQIQKTEIS FRPNDPKSYE AYVLNIVRFL EKYKDSAQRD DMIFEDCGDV PSEPKERGDF NHERGERKVC RFKLEWLGNC S GLNDETYG ...文字列:
MARGKAKEEG SWKKFIWNSE KKEFLGRTGG SWFKILLFYV IFYGCLAGIF IGTIQVMLLT ISEFKPTYQD RVAPPGLTQI PQIQKTEIS FRPNDPKSYE AYVLNIVRFL EKYKDSAQRD DMIFEDCGDV PSEPKERGDF NHERGERKVC RFKLEWLGNC S GLNDETYG YKEGKPCIII KLNRVLGFKP KPPKNESLET YPVMKYNPNV LPVQCTGKRD EDKDKVGNVE YFGLGNSPGF PL QYYPYYG KLLQPKYLQP LLAVQFTNLT MDTEIRIECK AYGENIGYSE KDRFQGRFDV KIEVKS

UniProtKB: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: SODIUM ION

分子名称: SODIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1
分子量理論値: 22.99 Da

+
分子 #5: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル

+
分子 #6: OUABAIN

分子名称: OUABAIN / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: OBN
分子量理論値: 584.652 Da
Chemical component information

ChemComp-OBN:
OUABAIN / ウアバイン

+
分子 #7: 2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl...

分子名称: 2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl}-4-{[(3beta,9beta,14beta,17beta,25R)-spirost-5-en-3-yl]oxy}butyl 4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside
タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 3 / 式: Q7G
分子量理論値: 1.165315 KDa
Chemical component information

ChemComp-Q7G:
2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl}-4-{[(3beta,9beta,14beta,17beta,25R)-spirost-5-en-3-yl]oxy}butyl 4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside

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分子 #8: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE

分子名称: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 1 / 式: PCW
分子量理論値: 787.121 Da
Chemical component information

ChemComp-PCW:
1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / DOPC / DOPC, リン脂質*YM

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分子 #9: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 2 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

+
分子 #10: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 302 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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10 mg/mL
緩衝液pH: 6.5
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡JEOL CRYO ARM 300
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 60.0 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）: 10.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7wyt

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.37 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 162837
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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