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- EMDB-65014: structure of human KCNQ1-CaM-PIP2 complex with straight conformation -

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登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-65014
タイトルstructure of human KCNQ1-CaM-PIP2 complex with straight conformation
マップデータ
試料
  • 複合体: structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight conformation
    • 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
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードpotassium channel complex / membrane protein
機能・相同性
機能・相同性情報


gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior / regulation of gastric acid secretion / stomach development / iodide transport ...gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior / regulation of gastric acid secretion / stomach development / iodide transport / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / Phase 3 - rapid repolarisation / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization during action potential / Phase 2 - plateau phase / regulation of atrial cardiac muscle cell membrane repolarization / intracellular chloride ion homeostasis / membrane repolarization during ventricular cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / potassium ion export across plasma membrane / renal sodium ion absorption / voltage-gated potassium channel activity involved in ventricular cardiac muscle cell action potential repolarization / atrial cardiac muscle cell action potential / auditory receptor cell development / regulation of membrane repolarization / protein phosphatase 1 binding / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / delayed rectifier potassium channel activity / ventricular cardiac muscle cell action potential / Voltage gated Potassium channels / potassium ion homeostasis / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / regulation of ventricular cardiac muscle cell membrane repolarization / non-motile cilium assembly / outward rectifier potassium channel activity / cardiac muscle cell contraction / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / intestinal absorption / 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 / inner ear morphogenesis / 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 / adrenergic receptor signaling pathway / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / renal absorption / presynaptic endocytosis / regulation of heart contraction / ciliary base / protein kinase A regulatory subunit binding / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / protein kinase A catalytic subunit binding / Phase 0 - rapid depolarisation / calcineurin-mediated signaling / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / potassium ion import across plasma membrane / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / inner ear development / regulation of heart rate by cardiac conduction / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / action potential / Long-term potentiation / protein phosphatase activator activity / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / cochlea development / social behavior / DARPP-32 events / catalytic complex / monoatomic ion channel complex / Smooth Muscle Contraction / voltage-gated potassium channel activity / 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 / positive regulation of heart rate / cellular response to interferon-beta / Protein methylation / calcium channel inhibitor activity
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: 3.7 Å
データ登録者Cui C / Kermani A / Cui J / Sun J
資金援助 米国, スウェーデン, 6件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R00HL143037 米国
United States - Israel Binational Science Foundation (BSF)2019159 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL155398 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01 HL166628 米国
Swedish Research Council2022-04305 スウェーデン
Swedish Research Councilno. 2022-06725 スウェーデン
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Mechanisms of KCNQ1 gating modulation by KCNE1/3 for cell-specific function.
著者: Chenxi Cui / Lu Zhao / Ali A Kermani / Shuzong Du / Tanadet Pipatpolkai / Meiqin Jiang / Sagar Chittori / Yong Zi Tan / Jingyi Shi / Lucie Delemotte / Jianmin Cui / Ji Sun /
要旨: KCNQ1 potassium channels are essential for physiological processes such as cardiac rhythm and intestinal chloride secretion. KCNE family subunits (KCNE1-5) associate with KCNQ1, conferring distinct ...KCNQ1 potassium channels are essential for physiological processes such as cardiac rhythm and intestinal chloride secretion. KCNE family subunits (KCNE1-5) associate with KCNQ1, conferring distinct properties across various tissues. KCNQ1 activation requires membrane depolarization and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) whose cellular levels are controlled by Gαq-coupled GPCR activation. While modulation of KCNQ1's voltage-dependent activation by KCNE1/3 is well-characterized, their effects on PIP2-dependent gating of KCNQ1 via GPCR signaling remain less understood. Here we resolved structures of KCNQ1-KCNE1 and reassessed the reported KCNQ1-KCNE3 structures with and without PIP2. We revealed that KCNQ1-KCNE1/3 complexes feature two PIP2-binding sites, with KCNE1/3 contributing to a previously overlooked, uncharacterized site involving residues critical for coupling voltage sensor and pore domains. Via this site, KCNE1 and KCNE3 distinctly modulate the PIP2-dependent gating, in addition to the voltage sensitivity, of KCNQ1. Consequently, KCNE3 converts KCNQ1 into a voltage-insensitive PIP2-gated channel governed by GPCR signaling to maintain ion homeostasis in non-excitable cells. KCNE1, by significantly enhancing KCNQ1's PIP2 affinity and resistance to GPCR regulation, forms predominantly voltage-gated channels with KCNQ1 for conducting the slow-delayed rectifier current in excitable cardiac cells. Our study highlights how KCNE1/3 modulates KCNQ1 gating in different cellular contexts, providing insights into tissue-specifically targeting multi-functional channels.
履歴
登録2025年6月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年8月20日-
マップ公開2025年8月20日-
更新2025年8月20日-
現状2025年8月20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_65014.png

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_65014.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.3 Å/pix.
x 240 pix.
= 311.28 Å		1.3 Å/pix.
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ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.5
最小 - 最大-4.3962793 - 6.5993247
平均 (標準偏差)0.009207788 (±0.09188529)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 311.28 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_65014_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_65014_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 : structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight confor...

全体名称: structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight conformation
要素
  • 複合体: structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight conformation
    • 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
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight confor...

超分子名称: structure of human KCNQ1-CaM complex with PIP2 at straight conformation
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)

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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 / 詳細: residues 76-620 reserved / 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: 62.086277 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MASDLGPRPP VSLDPRVSIY STRRPVLART HVQGRVYNFL ERPTGWKCFV YHFAVFLIVL VCLIFSVLST IEQYAALATG TLFWMEIVL VVFFGTEYVV RLWSAGCRSK YVGLWGRLRF ARKPISIIDL IVVVASMVVL CVGSKGQVFA TSAIRGIRFL Q ILRMLHVD ...文字列:
MASDLGPRPP VSLDPRVSIY STRRPVLART HVQGRVYNFL ERPTGWKCFV YHFAVFLIVL VCLIFSVLST IEQYAALATG TLFWMEIVL VVFFGTEYVV RLWSAGCRSK YVGLWGRLRF ARKPISIIDL IVVVASMVVL CVGSKGQVFA TSAIRGIRFL Q ILRMLHVD RQGGTWRLLG SVVFIHRQEL ITTLYIGFLG LIFSSYFVYL AEKDAVNESG RVEFGSYADA LWWGVVTVTT IG YGDKVPQ TWVGKTIASC FSVFAISFFA LPAGILGSGF ALKVQQKQRQ KHFNRQIPAA ASLIQTAWRC YAAENPDSST WKI YIRKAP RSHTLLSPSP KPKKSVVVKK KKFKLDKDNG VTPGEKMLTV PHITCDPPEE RRLDHFSVDG YDSSVRKSPT LLEV SMPHF MRTNSFAEDL DLEGETLLTP ITHISQLREH HRATIKVIRR MQYFVAKKKF QQARKPYDVR DVIEQYSQGH LNLMV RIKE LQRRLDQSIG KPSLFISVSE KSKDRGSNTI GARLNRVEDK VTQLDQRLAL ITDMLHQLLS LH

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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分子 #3: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tr...

分子名称: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 8 / 式: PT5
分子量理論値: 1.047088 KDa

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分子 #4: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 8 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 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: 7.4
凍結凍結剤: ETHANE

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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 BIOCONTINUUM (6k x 4k)
平均電子線量: 52.0 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 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補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
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: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 283225
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
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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