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- EMDB-65101: Cryo-EM structure of Na+,K+-ATPase that forms a cation channel wi... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-65101
タイトルCryo-EM structure of Na+,K+-ATPase that forms a cation channel with palytoxin (ADP form)
マップデータ
試料
  • 複合体: Na+,K+-ATPase
    • タンパク質・ペプチド: Na, K-ATPase alpha subunit
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase beta subunit
    • タンパク質・ペプチド: FXYD domain-containing ion transport regulator
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: SODIUM ION
  • リガンド: palytoxin
キーワードion pump / P-type ATPase / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of monoatomic ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / ATPase activator activity / sodium channel regulator activity / monoatomic ion transport ...regulation of monoatomic ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / ATPase activator activity / sodium channel regulator activity / monoatomic ion transport / proton transmembrane transport / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Ion-transport regulator, FXYD motif / : / ATP1G1/PLM/MAT8 family / FXYD family signature. / 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. ...Ion-transport regulator, FXYD motif / : / ATP1G1/PLM/MAT8 family / FXYD family signature. / 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 / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / FXYD domain-containing ion transport regulator
類似検索 - 構成要素
生物種Squalus acanthias (アブラツノザメ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Kanai R / Cornelius F / Vilsen B / Toyoshima C
資金援助 日本, 2件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP23K27136 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP24K01985 日本
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: How palytoxin transforms the Na,K pump into a cation channel.
著者: Ryuta Kanai / Naoki Tsunekawa / Flemming Cornelius / Bente Vilsen / Chikashi Toyoshima /
要旨: Palytoxin (PTX), a potent marine toxin, has long been known to transform Na,K-ATPase (NKA), an indispensable ion pump, into a nonselective cation channel. It has been postulated that PTX takes ...Palytoxin (PTX), a potent marine toxin, has long been known to transform Na,K-ATPase (NKA), an indispensable ion pump, into a nonselective cation channel. It has been postulated that PTX takes control of the two gates on either side of a channel-like pore. These gates normally open and close alternately, synchronized with chemical events, never opening simultaneously. A critical question is whether palytoxin takes over the control of the two gates or creates a new pathway. Here, we present structures of NKA with bound palytoxin in three different states. PTX binds to NKA in E2P, occupying the physiological Na exit pathway, similar to istaroxime, a new-generation cardiotonic steroid. Adding Na and ATP/ADP to the NKA·PTX complex induces an open channel traversing the entire membrane alongside the physiological ion pathway. As AlF, a stable transition state analog of phosphate replaces phosphate in the NKA·PTX complex preformed in E2P, the complex appears to undergo the normal reaction cycle from E2P to E1·Na. PTX occupies the space between the transmembrane helices M4 and M6, thereby preventing the closure of the extracellular half of the ion pathway. These structures demonstrate that the architecture of NKA is fundamentally different from "a pore with two gates." Each half of the ion pathway comprises three segments, including a movable component that plays a pivotal role in translocating the bound cations by connecting the constant part to an appropriate inlet. The ion pathway of NKA transforms dynamically, ensuring that the two halves never exist simultaneously.
履歴
登録2025年6月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年10月1日-
マップ公開2025年10月1日-
更新2025年10月1日-
現状2025年10月1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_65101.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_65101.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 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.)
1.08 Å/pix.
x 240 pix.
= 258.24 Å		1.08 Å/pix.
x 240 pix.
= 258.24 Å		1.08 Å/pix.
x 240 pix.
= 258.24 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: 1.076 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: 0.01
最小 - 最大-0.028361771 - 0.067808405
平均 (標準偏差)0.00039700716 (±0.0023798044)
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: 258.24 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_65101_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_65101_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 : Na+,K+-ATPase

全体名称: Na+,K+-ATPase
要素
  • 複合体: Na+,K+-ATPase
    • タンパク質・ペプチド: Na, K-ATPase alpha subunit
    • タンパク質・ペプチド: Na+,K+-ATPase beta subunit
    • タンパク質・ペプチド: FXYD domain-containing ion transport regulator
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: SODIUM ION
  • リガンド: palytoxin

+
超分子 #1: Na+,K+-ATPase

超分子名称: Na+,K+-ATPase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2, #1, #3
由来(天然)生物種: Squalus acanthias (アブラツノザメ)

+
分子 #1: Na+,K+-ATPase beta subunit

分子名称: Na+,K+-ATPase beta subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Squalus acanthias (アブラツノザメ)
分子量理論値: 35.176125 KDa
配列文字列: MARGKSKETD GGWKKFLWDS EKKEFLGRTG SSWFKIFLFY LIFYGCLAGI FIGTIQVLLL TLSDFEPKYQ DRVAPPGLSH APYAIKTEI SFSISNPKSY ESFVKSMHKL MDLYNESSQA GNSPFEDCSD TPADYIKRGD LDDSQGQKKA CRFSRMWLKN C SGLDDTTY ...文字列:
MARGKSKETD GGWKKFLWDS EKKEFLGRTG SSWFKIFLFY LIFYGCLAGI FIGTIQVLLL TLSDFEPKYQ DRVAPPGLSH APYAIKTEI SFSISNPKSY ESFVKSMHKL MDLYNESSQA GNSPFEDCSD TPADYIKRGD LDDSQGQKKA CRFSRMWLKN C SGLDDTTY GYAEGKPCVV AKLNRIIGFY PKPLKNTTDL PEELQANYNQ YVLPLRCAAK REEDREKIGS IEYFGLGGYA GF PLQYYPY YGKRLQKKYL QPLLAIQFTN LTQNMELRIE CKVYGENIDY SEKDRFRGRF EVKIEVKS

UniProtKB: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta

+
分子 #2: Na, K-ATPase alpha subunit

分子名称: Na, K-ATPase alpha subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Squalus acanthias (アブラツノザメ)
分子量理論値: 113.309891 KDa
配列文字列: MGKGTASDKY EPAATSENAT KSKKKGKKDK IDKKRDLDEL KKEVSMDDHK LSLDELHNKY GTDLTRGLTN ARAKEILARD GPNSLTPPP TTPEWIKFCR QLFGGFSILL WIGAILCFLA YGIQAATEDE PANDNLYLGV VLSTVVIVTG CFSYYQEAKS S RIMDSFKN ...文字列:
MGKGTASDKY EPAATSENAT KSKKKGKKDK IDKKRDLDEL KKEVSMDDHK LSLDELHNKY GTDLTRGLTN ARAKEILARD GPNSLTPPP TTPEWIKFCR QLFGGFSILL WIGAILCFLA YGIQAATEDE PANDNLYLGV VLSTVVIVTG CFSYYQEAKS S RIMDSFKN MVPQQALVIR DGEKSTINAE FVVAGDLVEV KGGDRIPADL RIISAHGCKV DNSSLTGESE PQTRSPEFSS EN PLETRNI AFFSTNCVEG TARGVVVYTG DRTVMGRIAT LASGLEVGRT PIAIEIEHFI HIITGVAVFL GVSFFILSLI LGY SWLEAV IFLIGIIVAN VPEGLLATVT VCLTLTAKRM ARKNCLVKNL EAVETLGSTS TICSDKTGTL TQNRMTVAHM WFDN QIHEA DTTENQSGAA FDKTSATWSA LSRIAALCNR AVFQAGQDNV PILKRSVAGD ASESALLKCI ELCCGSVQGM RDRNP KIVE IPFNSTNKYQ LSIHENEKSS ESRYLLVMKG APERILDRCS TILLNGAEEP LKEDMKEAFQ NAYLELGGLG ERVLGF CHF ALPEDKYNEG YPFDADEPNF PTTDLCFVGL MAMIDPPRAA VPDAVGKCRS AGIKVIMVTG DHPITAKAIA KGVGIIS EG NETIEDIAAR LNIPIGQVNP RDAKACVVHG SDLKDLSTEV LDDILHYHTE IVFARTSPQQ KLIIVEGCQR QGAIVAVT G DGVNDSPALK KADIGVAMGI SGSDVSKQAA DMILLDDNFA SIVTGVEEGR LIFDNLKKSI AYTLTSNIPE ITPFLVFII GNVPLPLGTV TILCIDLGTD MVPAISLAYE QAESDIMKRQ PRNPKTDKLV NERLISMAYG QIGMIQALGG FFSYFVILAE NGFLPMDLI GKRVRWDDRW ISDVEDSFGQ QWTYEQRKIV EFTCHTSFFI SIVVVQWADL IICKTRRNSI FQQGMKNKIL I FGLFEETA LAAFLSYCPG TDVALRMYPL KPSWWFCAFP YSLIIFLYDE MRRFIIRRSP GGWVEQETYY

UniProtKB: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha

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分子 #3: FXYD domain-containing ion transport regulator

分子名称: FXYD domain-containing ion transport regulator / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Squalus acanthias (アブラツノザメ)
分子量理論値: 10.195847 KDa
配列文字列:
MLGAATGLMV LVAVTQGVWA MDPEGPDNDE RFTYDYYRLR VVGLIVAAVL CVIGIIILLA GKCRCKFNQN KRTRSNSGTA TAQHLLQPG EATEC

UniProtKB: FXYD domain-containing ion transport regulator

+
分子 #8: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 10 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL

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分子 #9: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE

分子名称: 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 18 / 式: PCW
分子量理論値: 787.121 Da
Chemical component information

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

+
分子 #10: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

+
分子 #11: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 11 / コピー数: 2 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

+
分子 #12: SODIUM ION

分子名称: SODIUM ION / タイプ: ligand / ID: 12 / コピー数: 8
分子量理論値: 22.99 Da

+
分子 #13: palytoxin

分子名称: palytoxin / タイプ: ligand / ID: 13 / コピー数: 2 / 式: A1MA6
分子量理論値: 2.680139 KDa

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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1.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
4.0 mMMgCl2magnesium chloride
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
0.01 %C28H58O9C12E8
1.0 mMC4H10O2S2DTT
3.0 mMC10H13N5Na2O10P2ADP disodium
0.3 mMC129H223N3O54palytoxin
94.0 mMNaClsodium chloride
0.5 mMH3PO4phosphoric acid
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 99.9 % / チャンバー内温度: 279 K / 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 (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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 81000
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

CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4.1.14) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
EMDB ID:

32900

最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.1) / 使用した粒子像数: 28472
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.1)
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:

8jfz


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-9vj1:
Cryo-EM structure of Na+,K+-ATPase that forms a cation channel with palytoxin (ADP form)

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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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