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- EMDB-70122: Cryo-EM structure of the human SK2-4 chimera/calmodulin channel c... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-70122
タイトルCryo-EM structure of the human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor
マップデータSharpened map
試料
  • 複合体: Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor
    • 複合体: Human SK2-4 chimeric channel
      • タンパク質・ペプチド: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4,Small conductance calcium-activated potassium channel protein 2 chimera
    • 複合体: Human calmodulin
      • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: N-(2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)-3-(4-methoxybenzene-1-sulfonamido)benzamide
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードIon channel / Potassium / Inhibitor / Calmodulin / TRANSPORT PROTEIN-INHIBITOR complex
機能・相同性
機能・相同性情報


intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / Acetylcholine inhibits contraction of outer hair cells / stabilization of membrane potential / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / Ca2+ activated K+ channels / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane ...intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / Acetylcholine inhibits contraction of outer hair cells / stabilization of membrane potential / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / Ca2+ activated K+ channels / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / inward rectifier potassium channel activity / positive regulation of T cell receptor signaling pathway / regulation of potassium ion transmembrane transport / cell volume homeostasis / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / phospholipid translocation / 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 / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / 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 / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / regulation of cardiac muscle cell action potential / presynaptic endocytosis / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / Phase 0 - rapid depolarisation / alpha-actinin binding / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / calcineurin-mediated signaling / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / protein phosphatase activator activity / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / DARPP-32 events / Smooth Muscle Contraction / immune system process / potassium channel activity / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / catalytic complex / RHO GTPases activate IQGAPs / calcium channel inhibitor activity / presynaptic cytosol / cellular response to interferon-beta / Activation of AMPK downstream of NMDARs / Ion homeostasis / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / Protein methylation / eNOS activation / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / titin binding / regulation of calcium-mediated signaling / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / voltage-gated potassium channel complex / FCERI mediated Ca+2 mobilization / potassium ion transmembrane transport / calcium channel complex / substantia nigra development / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / regulation of heart rate / establishment of localization in cell / Antigen activates B Cell Receptor (BCR) leading to generation of second messengers / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / calyx of Held / adenylate cyclase activator activity / VEGFR2 mediated cell proliferation / positive regulation of protein secretion / regulation of cytokinesis / VEGFR2 mediated vascular permeability / sarcomere / protein serine/threonine kinase activator activity / spindle microtubule / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / calcium channel regulator activity / potassium ion transport / defense response / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / RAF activation / response to calcium ion
類似検索 - 分子機能
Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / EF-hand domain pair ...Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / 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 / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4 / Calmodulin-1 / Small conductance calcium-activated potassium channel protein 2
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: 3.3 Å
データ登録者Cassell SJ / Khoshouei M / Wilhelm WA / Whicher JR
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Elife / 年: 2025
タイトル: Mechanism of SK2 channel gating and its modulation by the bee toxin apamin and small molecules.
著者: Samantha J Cassell / Weiyan Li / Simon Krautwald / Maryam Khoshouei / Yan Tony Lee / Joyce Hou / Wendy Guan / Stefan Peukert / Wilhelm Weihofen / Jonathan R Whicher /
要旨: Small-conductance calcium-activated potassium channel 2 (SK2) serves a variety of biological functions by coupling intracellular calcium dynamics with membrane potential. SK2 modulators are in ...Small-conductance calcium-activated potassium channel 2 (SK2) serves a variety of biological functions by coupling intracellular calcium dynamics with membrane potential. SK2 modulators are in development for the treatment of neurological and cardiovascular diseases, though the mechanisms of pharmacological modulation remain incompletely understood. We determined structures of an SK2-4 chimeric channel in Ca-bound and Ca-free conformations and in complex with the bee toxin apamin, a small molecule inhibitor, and a small molecule activator. The structures revealed that the S3-S4 linker forms a hydrophobic constriction at the extracellular opening of the pore. Apamin binds to this extracellular constriction and blocks the exit of potassium ions. Furthermore, we identified a structurally related SK2 inhibitor and activator that bind to the transmembrane domains. The compounds exert opposing effects on gating by differentially modulating the conformation of the S6 helices. These results provide important mechanistic insights to facilitate the development of targeted SK2 channel therapeutics.
履歴
登録2025年4月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年7月9日-
マップ公開2025年7月9日-
更新2025年12月17日-
現状2025年12月17日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_70122.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_70122.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map
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.)
0.85 Å/pix.
x 360 pix.
= 304.2 Å		0.85 Å/pix.
x 360 pix.
= 304.2 Å		0.85 Å/pix.
x 360 pix.
= 304.2 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: 0.845 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: 0.3
最小 - 最大-2.1578429 - 3.1181357
平均 (標準偏差)0.00075043534 (±0.063698985)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 304.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: Unsharpened map

ファイルemd_70122_additional_1.map
注釈Unsharpened 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: Half Map A

ファイルemd_70122_half_map_1.map
注釈Half Map A
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: Half Map B

ファイルemd_70122_half_map_2.map
注釈Half Map B
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 : Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex...

全体名称: Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor
要素
  • 複合体: Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor
    • 複合体: Human SK2-4 chimeric channel
      • タンパク質・ペプチド: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4,Small conductance calcium-activated potassium channel protein 2 chimera
    • 複合体: Human calmodulin
      • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
  • リガンド: N-(2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)-3-(4-methoxybenzene-1-sulfonamido)benzamide
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex...

超分子名称: Ternary complex of human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2

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超分子 #2: Human SK2-4 chimeric channel

超分子名称: Human SK2-4 chimeric channel / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: Human calmodulin

超分子名称: Human calmodulin / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel prot...

分子名称: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4,Small conductance calcium-activated potassium channel protein 2 chimera
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: 49.382164 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGGDLVLGLG ALRRRRALFE KRKRLSDYAL IFGMFGIVVM VIETELSWGA YDKASLYSLA LKCLISLSTI ILLGLIIVYH AREIQLFMV DNGADDWRIA MTYERIFFIC LEILVCAIHP IPGNYTFTWT ARLAFSYAPS TTTADVDIIL SIPMFLRLYL I ARVMLLHS ...文字列:
MGGDLVLGLG ALRRRRALFE KRKRLSDYAL IFGMFGIVVM VIETELSWGA YDKASLYSLA LKCLISLSTI ILLGLIIVYH AREIQLFMV DNGADDWRIA MTYERIFFIC LEILVCAIHP IPGNYTFTWT ARLAFSYAPS TTTADVDIIL SIPMFLRLYL I ARVMLLHS KLFTDASSRS IGALNKINFN TRFVMKTLMT ICPGTVLLVF SISLWIIAAW TVRACERYHD QQDVTSNFLG AM WLISITF LSIGYGDMVP NTYCGKGVCL LTGIMGAGCT ALVVAVVARK LELTKAEKHV HNFMMDIQYT KEMKESAARV LQE AWMFYK HTRRKESHAA RRHQRKLLAA INAFRQVRLK HRKLREQVNS MVDISKMHMI LYDLQQNLSS SHRALEKQID TLAG KLDAL TELLSTALGP RQLPEPSQQS KSSSLEVLFQ

UniProtKB: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4, Small conductance calcium-activated potassium channel protein 2, Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4

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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: N-(2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)-3-(4-methoxybenzene-1-sulfonamido)be...

分子名称: N-(2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)-3-(4-methoxybenzene-1-sulfonamido)benzamide
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: A1B8D
分子量理論値: 424.43 Da

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分子 #4: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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分子 #5: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 16 / 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

濃度7.5 mg/mL
緩衝液pH: 8
詳細: 20 mM Tris pH 8, 150 mM KCl, 2 mM CaCl2, 0.005% GDN, 0.0005% CHS
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 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: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.05 kPa
詳細: UltrAuFoil R 1.2/1.3 300 mesh grids were glow-discharged for 30 seconds at 0.5 mBar with 15 mA using easiGlow system
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: 5 uL of sample was applied to grids at 4 degree temperature with 100% humidity. After 30 seconds, grids were blotted for 5 seconds with blot force 25 and plunged into liquid ethane..
詳細Inhibitor added at 200 uM final concentration

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系球面収差補正装置: Microscope has a Cs corrector
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 7300 / 平均露光時間: 3.25 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
詳細: Images were collected in EER format with 50 fractions
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 0.01 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 75000
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

粒子像選択選択した数: 1900000
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE / 詳細: Ab initio model generated during processing
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: 3.3 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: 262274
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
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:

9o48


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-9o53:
Cryo-EM structure of the human SK2-4 chimera/calmodulin channel complex bound to a small molecule inhibitor

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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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