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- EMDB-70844: Human glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-70844
タイトルHuman glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions
マップデータR298A variant of human glutamine synthetase under turnover conditions full
試料
  • 複合体: Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions
    • タンパク質・ペプチド: Glutamine synthetase
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードGlutamine synthetase / glutamate-ammonia ligase / Type II / LIGASE
機能・相同性
機能・相同性情報


intracellular ammonium homeostasis / protein S-acyltransferase / protein palmitoylation / Astrocytic Glutamate-Glutamine Uptake And Metabolism / protein-cysteine S-palmitoyltransferase activity / regulation of protein localization to nucleolus / regulation of sprouting angiogenesis / regulation of endothelial cell migration / glutamine synthetase / glutamine biosynthetic process ...intracellular ammonium homeostasis / protein S-acyltransferase / protein palmitoylation / Astrocytic Glutamate-Glutamine Uptake And Metabolism / protein-cysteine S-palmitoyltransferase activity / regulation of protein localization to nucleolus / regulation of sprouting angiogenesis / regulation of endothelial cell migration / glutamine synthetase / glutamine biosynthetic process / glutamine synthetase activity / Glutamate and glutamine metabolism / L-glutamate catabolic process / glial cell projection / response to glucose / positive regulation of erythrocyte differentiation / cellular response to starvation / ribosome biogenesis / cell body / angiogenesis / cell population proliferation / endoplasmic reticulum / mitochondrion / extracellular exosome / ATP binding / metal ion binding / identical protein binding / nucleus / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / Glutamine synthetase, N-terminal conserved site / Glutamine synthetase signature 1. / Glutamine synthetase, beta-Grasp domain / Glutamine synthetase, glycine-rich site / Glutamine synthetase putative ATP-binding region signature. / Glutamine synthetase (GS) beta-grasp domain profile. / Glutamine synthetase, N-terminal domain superfamily / Glutamine synthetase, catalytic domain / Glutamine synthetase, N-terminal domain ...: / Glutamine synthetase, N-terminal conserved site / Glutamine synthetase signature 1. / Glutamine synthetase, beta-Grasp domain / Glutamine synthetase, glycine-rich site / Glutamine synthetase putative ATP-binding region signature. / Glutamine synthetase (GS) beta-grasp domain profile. / Glutamine synthetase, N-terminal domain superfamily / Glutamine synthetase, catalytic domain / Glutamine synthetase, N-terminal domain / Glutamine synthetase, catalytic domain / Glutamine synthetase (GS) catalytic domain profile. / Glutamine synthetase, catalytic domain / Glutamine synthetase/guanido kinase, catalytic domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Glutamine synthetase
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: 1.95 Å
データ登録者Greene ER / Muniz RS / Kollman JM / Fraser JS
資金援助 米国, フランス, 4件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1F32GM144981-01 米国
Human Frontier Science Program (HFSP)RGP0054 フランス
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM123159 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM145238 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Product-stabilized filamentation by human glutamine synthetase allosterically tunes metabolic activity.
著者: Eric Greene / Richard Muniz / Hiroki Yamamura / Samuel E Hoff / Priyanka Bajaj / D John Lee / Erin M Thompson / Angelika Arada / Gyun Min Lee / Massimiliano Bonomi / Justin M Kollman / James S Fraser /
要旨: To maintain metabolic homeostasis, enzymes must adapt to fluctuating nutrient levels through mechanisms beyond gene expression. Here, we demonstrate that human glutamine synthetase (GS) can ...To maintain metabolic homeostasis, enzymes must adapt to fluctuating nutrient levels through mechanisms beyond gene expression. Here, we demonstrate that human glutamine synthetase (GS) can reversibly polymerize into filaments aided by a composite binding site formed at the filament interface by the product, glutamine. Time-resolved cryo-electron microscopy (cryo-EM) confirms that glutamine binding stabilizes these filaments, which in turn exhibit reduced catalytic specificity for ammonia at physiological concentrations. This inhibition appears induced by a conformational change that remodulates the active site loop ensemble gating substrate entry. Metadynamics ensemble refinement revealed >10 Å conformational range for the active site loop and that the loop is stabilized by transient contacts. This disorder is significant, as we show that the transient contacts which stabilize this loop in a closed conformation are essential for catalysis both and in cells. We propose that GS filament formation constitutes a negative-feedback mechanism, directly linking product concentration to the structural and functional remodeling of the enzyme.
履歴
登録2025年5月27日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年7月2日-
マップ公開2025年7月2日-
更新2025年7月23日-
現状2025年7月23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_70844.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_70844.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈R298A variant of human glutamine synthetase under turnover conditions full
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.)
0.66 Å/pix.
x 256 pix.
= 169.984 Å		0.66 Å/pix.
x 256 pix.
= 169.984 Å		0.66 Å/pix.
x 256 pix.
= 169.984 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: 0.664 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: 0.06
最小 - 最大-0.15679231 - 0.3607886
平均 (標準偏差)0.0037660562 (±0.022716798)
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: 169.984 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: R298A variant of human glutamine synthetase under turnover...

ファイルemd_70844_half_map_1.map
注釈R298A variant of human glutamine synthetase under turnover conditions 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: R298A variant of human glutamine synthetase under turnover...

ファイルemd_70844_half_map_2.map
注釈R298A variant of human glutamine synthetase under turnover conditions 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 : Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions

全体名称: Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions
要素
  • 複合体: Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions
    • タンパク質・ペプチド: Glutamine synthetase
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions

超分子名称: Glutamine synthetase R298A decamer under turnover conditions
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Glutamine synthetase

分子名称: Glutamine synthetase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 10 / 光学異性体: LEVO / EC番号: glutamine synthetase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 42.032285 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MTTSASSHLN KGIKQVYMSL PQGEKVQAMY IWIDGTGEGL RCKTRTLDSE PKCVEELPEW NFDGSSTLQS EGSNSDMYLV PAAMFRDPF RKDPNKLVLC EVFKYNRRPA ETNLRHTCKR IMDMVSNQHP WFGMEQEYTL MGTDGHPFGW PSNGFPGPQG P YYCGVGAD ...文字列:
MTTSASSHLN KGIKQVYMSL PQGEKVQAMY IWIDGTGEGL RCKTRTLDSE PKCVEELPEW NFDGSSTLQS EGSNSDMYLV PAAMFRDPF RKDPNKLVLC EVFKYNRRPA ETNLRHTCKR IMDMVSNQHP WFGMEQEYTL MGTDGHPFGW PSNGFPGPQG P YYCGVGAD RAYGRDIVEA HYRACLYAGV KIAGTNAEVM PAQWEFQIGP CEGISMGDHL WVARFILHRV CEDFGVIATF DP KPIPGNW NGAGCHTNFS TKAMREENGL KYIEEAIEKL SKRHQYHIRA YDPKGGLDNA ARLTGFHETS NINDFSAGVA NRS ASIRIP RTVGQEKKGY FEDRRPSANC DPFSVTEALI RTCLLNETGD EPFQYKN

UniProtKB: Glutamine synthetase

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分子 #2: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 10 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

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

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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: 20 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 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0.3 mg/mL
緩衝液pH: 7.6
構成要素:
濃度式名称
60.0 mMC8H18N2O4SHEPES
50.0 mMNaClSodium Chloride
50.0 mMKClPotassium Chloride
10.0 mMMgCl2Magnesium Chloride
0.5 mMC9H15O6PTCEP
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 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: CONTINUOUS / 支持フィルム - Film thickness: 2
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 291.15 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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 40.0 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）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 106000
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補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C5 (5回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 1.95 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: 619435
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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