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- EMDB-61440: Cryo-EM structure of inactive GPR4 with NE52-QQ57 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-61440
タイトルCryo-EM structure of inactive GPR4 with NE52-QQ57
マップデータ
試料
  • 複合体: GPR4_antagonist
    • 複合体: fab
      • タンパク質・ペプチド: Mbp-Anti-bril fab heavy chain
      • タンパク質・ペプチド: Anti-fab nanobody
      • タンパク質・ペプチド: Anti-bril fab light chain
    • 複合体: GPR4-ICL3 BRIL
      • タンパク質・ペプチド: G-protein coupled receptor 4,Soluble cytochrome b562
  • リガンド: NE52-QQ57
キーワードGPCR / Gs / Gsq / Proton sensing / SIGNALING PROTEIN / SIGNALING PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex
機能・相同性
機能・相同性情報


glomerular mesangial cell development / regulation of vascular permeability / response to acidic pH / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / angiogenesis involved in wound healing / positive regulation of Rho protein signal transduction / regulation of cell adhesion / negative regulation of angiogenesis / G protein-coupled receptor activity / electron transport chain ...glomerular mesangial cell development / regulation of vascular permeability / response to acidic pH / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / angiogenesis involved in wound healing / positive regulation of Rho protein signal transduction / regulation of cell adhesion / negative regulation of angiogenesis / G protein-coupled receptor activity / electron transport chain / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / positive regulation of inflammatory response / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / periplasmic space / electron transfer activity / G protein-coupled receptor signaling pathway / iron ion binding / heme binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
G protein-coupled receptor 4 orphan / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / 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
Soluble cytochrome b562 / G-prodeshotein coupled receptor 4
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Escherichia coli (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.23 Å
データ登録者Yue XL / Wu LJ / Hua T / Liu ZJ
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Structural basis of stepwise proton sensing-mediated GPCR activation.
著者: Xiaolei Yue / Li Peng / Shenhui Liu / Bingjie Zhang / Xiaodan Zhang / Hao Chang / Yuan Pei / Xiaoting Li / Junlin Liu / Wenqing Shui / Lijie Wu / Huji Xu / Zhi-Jie Liu / Tian Hua /
要旨: The regulation of pH homeostasis is crucial in many biological processes vital for survival, growth, and function of life. The pH-sensing G protein-coupled receptors (GPCRs), including GPR4, GPR65 ...The regulation of pH homeostasis is crucial in many biological processes vital for survival, growth, and function of life. The pH-sensing G protein-coupled receptors (GPCRs), including GPR4, GPR65 and GPR68, play a pivotal role in detecting changes in extracellular proton concentrations, impacting both physiological and pathological states. However, comprehensive understanding of the proton sensing mechanism is still elusive. Here, we determined the cryo-electron microscopy structures of GPR4 and GPR65 in various activation states across different pH levels, coupled with G, G or G proteins, as well as a small molecule NE52-QQ57-bound inactive GPR4 structure. These structures reveal the dynamic nature of the extracellular loop 2 and its signature conformations in different receptor states, and disclose the proton sensing mechanism mediated by networks of extracellular histidine and carboxylic acid residues. Notably, we unexpectedly captured partially active intermediate states of both GPR4-G and GPR4-G complexes, and identified a unique allosteric binding site for NE52-QQ57 in GPR4. By integrating prior investigations with our structural analysis and mutagenesis data, we propose a detailed atomic model for stepwise proton sensation and GPCR activation. These insights may pave the way for the development of selective ligands and targeted therapeutic interventions for pH sensing-relevant diseases.
履歴
登録2024年9月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年4月23日-
マップ公開2025年4月23日-
更新2025年7月2日-
現状2025年7月2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_61440.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_61440.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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.)
1.2 Å/pix.
x 256 pix.
= 307.2 Å		1.2 Å/pix.
x 256 pix.
= 307.2 Å		1.2 Å/pix.
x 256 pix.
= 307.2 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: 1.2 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: 0.03
最小 - 最大-0.0017324679 - 2.2598999
平均 (標準偏差)0.0005870791 (±0.018370938)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 307.2 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_61440_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_61440_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 : GPR4_antagonist

全体名称: GPR4_antagonist
要素
  • 複合体: GPR4_antagonist
    • 複合体: fab
      • タンパク質・ペプチド: Mbp-Anti-bril fab heavy chain
      • タンパク質・ペプチド: Anti-fab nanobody
      • タンパク質・ペプチド: Anti-bril fab light chain
    • 複合体: GPR4-ICL3 BRIL
      • タンパク質・ペプチド: G-protein coupled receptor 4,Soluble cytochrome b562
  • リガンド: NE52-QQ57

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超分子 #1: GPR4_antagonist

超分子名称: GPR4_antagonist / 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)

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超分子 #2: fab

超分子名称: fab / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#3

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超分子 #3: GPR4-ICL3 BRIL

超分子名称: GPR4-ICL3 BRIL / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #4
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)

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分子 #1: Mbp-Anti-bril fab heavy chain

分子名称: Mbp-Anti-bril fab heavy chain / 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: 66.624789 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFNVV DFSLHWVRQA PGKGLEWVAY ISSSSGSTSY ADSVKGRFTI SADTSKNTAY LQMNSLRAE DTAVYYCARW GYWPGEPWWK AFDYWGQGTL VTVSSASTKG PSVFPLAPSS KSTSGGTAAL GCLVKDYFPE P VTVSWNSG ...文字列:
EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFNVV DFSLHWVRQA PGKGLEWVAY ISSSSGSTSY ADSVKGRFTI SADTSKNTAY LQMNSLRAE DTAVYYCARW GYWPGEPWWK AFDYWGQGTL VTVSSASTKG PSVFPLAPSS KSTSGGTAAL GCLVKDYFPE P VTVSWNSG ALTSGVHTFP AVLQSSGLYS LSSVVTVPSS SLGTQTYICN VNHKPSNTKV DKKVEPKSMK IEEGKLVIWI NG DKGYNGL AEVGKKFEKD TGIKVTVEHP DKLEEKFPQV AATGDGPDII FWAHDRFGGY AQSGLLAEIT PDKAFQDKLY PFT WDAVRY NGKLIAYPIA VEALSLIYNK DLLPNPPKTW EEIPALDKEL KAKGKSALMF NLQEPYFTWP LIAADGGYAF KYEN GKYDI KDVGVDNAGA KAGLTFLVDL IKNKHMNADT DYSIAEAAFN KGETAMTING PWAWSNIDTS KVNYGVTVLP TFKGQ PSKP FVGVLSAGIN AASPNKELAK EFLENYLLTD EGLEAVNKDK PLGAVALKSY EEELAKDPRI AATMENAQKG EIMPNI PQM SAFWYAVRTA VINAASGRQT VDEALKDAQT CDKTHENLYF QGHHHHHH

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分子 #2: Anti-fab nanobody

分子名称: Anti-fab nanobody / 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: 13.390644 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GSQVQLQESG GGLVQPGGSL RLSCAASGRT ISRYAMSWFR QAPGKEREFV AVARRSGDGA FYADSVQGRF TVSRDDAKNT VYLQMNSLK PEDTAVYYCA IDSDTFYSGS YDYWGQGTQV TVSS

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分子 #3: Anti-bril fab light chain

分子名称: Anti-bril fab 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 23.353947 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQYLYYSLVT FGQGTKVEIK RTVAAPSVFI FPPSDSQLKS GTASVVCLLN NFYPREAKVQ WKVDNALQSG N SQESVTEQ ...文字列:
SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQYLYYSLVT FGQGTKVEIK RTVAAPSVFI FPPSDSQLKS GTASVVCLLN NFYPREAKVQ WKVDNALQSG N SQESVTEQ DSKDSTYSLS STLTLSKADY EKHKVYACEV THQGLSSPVT KSFNRG

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分子 #4: G-protein coupled receptor 4,Soluble cytochrome b562

分子名称: G-protein coupled receptor 4,Soluble cytochrome b562
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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 55.236461 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MGNHTWEGCH VDSRVDHLFP PSLYIFVIGV GLPTNCLALW AAYRQVQQRN ELGVYLMNLS IANLLYICTL PLWVDYFLHH DNWIHGPGS CKLFGFIFYT NIYISIAFLC CISVDRYLAV AHPLRFARLR RVKTAVAVSS VVWATELGAN SAPLFHDELF R DRYNHTFC ...文字列:
MGNHTWEGCH VDSRVDHLFP PSLYIFVIGV GLPTNCLALW AAYRQVQQRN ELGVYLMNLS IANLLYICTL PLWVDYFLHH DNWIHGPGS CKLFGFIFYT NIYISIAFLC CISVDRYLAV AHPLRFARLR RVKTAVAVSS VVWATELGAN SAPLFHDELF R DRYNHTFC FEKFPMEGWV AWMNLYRVFV GFLFPWALML LSYRGILRAV RGARRQLADL EDNWETLNDN LKVIEKADNA AQ VKDALTK MRAAALDAQK ATPPKLEDKS PDSPEMKDFR HGFDILVGQI DDALKLANEG KVKEAQAAAE QLKTTRNAYI QKY LERARS TLQEKAKIKR LALSLIAIVL VCFAPYHVLL LSRSAIYLGR PWDCGFEERV FSAYHSSLAF TSLNCVADPI LYCL VNEGA RSDVAKALHN LLRFLASDKP QEMANASLTL ETPLTSKRNS TAKAMTGSWA ATPPSQGDQV QEFLEVLFQG PHHHH HHHH HH

UniProtKB: G-prodeshotein coupled receptor 4, Soluble cytochrome b562, G-prodeshotein coupled receptor 4

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分子 #5: NE52-QQ57

分子名称: NE52-QQ57 / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: A1L1E
分子量理論値: 416.519 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
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOCONTINUUM (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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
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: 3.23 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 151171
初期 角度割当タイプ: COMMON LINE
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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