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- EMDB-8215: Single particle cryo-EM structure of the voltage-gated K+ channel... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8215
タイトルSingle particle cryo-EM structure of the voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
マップデータVoltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
    • 細胞器官・細胞要素: Voltage-gated potassium channel Eag1
      • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily H member 1
    • 細胞器官・細胞要素: Calmodulin
      • タンパク質・ペプチド: Calmodulin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: CHOLESTEROL HEMISUCCINATE
キーワードVoltage-gated potassium channel / calmodulin / Cryoelectron microscopy / Eag1 / METAL TRANSPORT-CALCIUM BINDING PROTEIN complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Voltage gated Potassium channels / potassium channel complex / : / : / positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / : / establishment of protein localization to mitochondrial membrane / delayed rectifier potassium channel activity / voltage-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of presynaptic membrane potential ...Voltage gated Potassium channels / potassium channel complex / : / : / positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / : / establishment of protein localization to mitochondrial membrane / delayed rectifier potassium channel activity / voltage-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of presynaptic membrane potential / negative regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / type 3 metabotropic glutamate receptor binding / nuclear inner membrane / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / 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 / positive regulation of DNA binding / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / response to corticosterone / positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / phosphatidylinositol bisphosphate binding / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / nitric-oxide synthase binding / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / regulation of synaptic vesicle exocytosis / presynaptic endocytosis / regulation of cardiac muscle cell action potential / parallel fiber to Purkinje cell synapse / positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Phase 0 - rapid depolarisation / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / startle response / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / RHO GTPases activate PAKs / calcineurin-mediated signaling / regulation of synaptic vesicle endocytosis / Ion transport by P-type ATPases / positive regulation of protein autophosphorylation / Uptake and function of anthrax toxins / Long-term potentiation / Calcineurin activates NFAT / protein phosphatase activator activity / Regulation of MECP2 expression and activity / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / adenylate cyclase binding / DARPP-32 events / axolemma / Smooth Muscle Contraction / catalytic complex / detection of calcium ion / regulation of cardiac muscle contraction / positive regulation of protein serine/threonine kinase activity / RHO GTPases activate IQGAPs / phosphatidylinositol 3-kinase binding / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / presynaptic cytosol / calcium channel inhibitor activity / cellular response to interferon-beta / Protein methylation / Activation of AMPK downstream of NMDARs / Ion homeostasis / activation of adenylate cyclase activity / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / eNOS activation / enzyme regulator activity / regulation of calcium-mediated signaling / Tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, recycling, salvage and regulation / titin binding / voltage-gated potassium channel complex / 14-3-3 protein binding / potassium ion transmembrane transport / sperm midpiece / substantia nigra development / calcium channel complex / calyx of Held / nitric-oxide synthase regulator activity / FCERI mediated Ca+2 mobilization / response to amphetamine / positive regulation of nitric-oxide synthase activity / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / FCGR3A-mediated IL10 synthesis / adenylate cyclase activator activity / regulation of heart rate / cellular response to calcium ion
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, voltage-dependent, EAG / : / Potassium channel, voltage-dependent, EAG/ELK/ERG / PAS domain / PAS-associated, C-terminal / PAC domain profile. / PAC motif / Motif C-terminal to PAS motifs (likely to contribute to PAS structural domain) / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain ...Potassium channel, voltage-dependent, EAG / : / Potassium channel, voltage-dependent, EAG/ELK/ERG / PAS domain / PAS-associated, C-terminal / PAC domain profile. / PAC motif / Motif C-terminal to PAS motifs (likely to contribute to PAS structural domain) / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily / : / PAS repeat profile. / PAS domain / RmlC-like jelly roll fold / PAS 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 / Calmodulin-3 / Voltage-gated delayed rectifier potassium channel KCNH1
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 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: 3.78 Å
データ登録者Whicher JR / MacKinnon R
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM43949 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
Damon Runyon Cancer Research FoundationDRG-2212-15 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2016
タイトル: Structure of the voltage-gated K⁺ channel Eag1 reveals an alternative voltage sensing mechanism.
著者: Jonathan R Whicher / Roderick MacKinnon /
要旨: Voltage-gated potassium (K(v)) channels are gated by the movement of the transmembrane voltage sensor, which is coupled, through the helical S4-S5 linker, to the potassium pore. We determined the ...Voltage-gated potassium (K(v)) channels are gated by the movement of the transmembrane voltage sensor, which is coupled, through the helical S4-S5 linker, to the potassium pore. We determined the single-particle cryo-electron microscopy structure of mammalian K(v)10.1, or Eag1, bound to the channel inhibitor calmodulin, at 3.78 angstrom resolution. Unlike previous K(v) structures, the S4-S5 linker of Eag1 is a five-residue loop and the transmembrane segments are not domain swapped, which suggest an alternative mechanism of voltage-dependent gating. Additionally, the structure and position of the S4-S5 linker allow calmodulin to bind to the intracellular domains and to close the potassium pore, independent of voltage-sensor position. The structure reveals an alternative gating mechanism for K(v) channels and provides a template to further understand the gating properties of Eag1 and related channels.
履歴
登録2016年6月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年8月17日-
マップ公開2016年8月17日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.032
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.032
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5k7l
  • 表面レベル: 0.032
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_8215.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_8215.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
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.)
1.3 Å/pix.
x 256 pix.
= 332.8 Å		1.3 Å/pix.
x 256 pix.
= 332.8 Å		1.3 Å/pix.
x 256 pix.
= 332.8 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: 1.3 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: 0.032 / ムービー #1: 0.032
最小 - 最大-0.018570647 - 0.08381803
平均 (標準偏差)-0.0015307135 (±0.005304274)
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: 332.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.31.31.3
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z332.800332.800332.800
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.0190.084-0.002

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添付データ

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追加マップ: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel...

ファイルemd_8215_additional_1.map
注釈Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
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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追加マップ: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel...

ファイルemd_8215_additional_2.map
注釈Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
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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追加マップ: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel...

ファイルemd_8215_additional_3.map
注釈Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
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 : Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calm...

全体名称: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
    • 細胞器官・細胞要素: Voltage-gated potassium channel Eag1
      • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily H member 1
    • 細胞器官・細胞要素: Calmodulin
      • タンパク質・ペプチド: Calmodulin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: CHOLESTEROL HEMISUCCINATE

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超分子 #1: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calm...

超分子名称: Voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin
タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
分子量理論値: 450 KDa

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超分子 #2: Voltage-gated potassium channel Eag1

超分子名称: Voltage-gated potassium channel Eag1 / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 細胞中の位置: Cell membrane
分子量理論値: 380 KDa

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超分子 #3: Calmodulin

超分子名称: Calmodulin / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 17 KDa

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily H member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily H member 1
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: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 97.359766 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MTMAGGRRGL VAPQNTFLEN IVRRSNDTNF VLGNAQIVDW PIVYSNDGFC KLSGYHRAEV MQKSSACSFM YGELTDKDTV EKVRQTFEN YEMNSFEILM YKKNRTPVWF FVKIAPIRNE QDKVVLFLCT FSDITAFKQP IEDDSCKGWG KFARLTRALT S SRGVLQQL ...文字列:
MTMAGGRRGL VAPQNTFLEN IVRRSNDTNF VLGNAQIVDW PIVYSNDGFC KLSGYHRAEV MQKSSACSFM YGELTDKDTV EKVRQTFEN YEMNSFEILM YKKNRTPVWF FVKIAPIRNE QDKVVLFLCT FSDITAFKQP IEDDSCKGWG KFARLTRALT S SRGVLQQL APSVQKGENV HKHSRLAEVL QLGSDILPQY KQEAPKTPPH IILHYCVFKT TWDWIILILT FYTAILVPYN VS FKTRQNN VAWLVVDSIV DVIFLVDIVL NFHTTFVGPA GEVISDPKLI RMNYLKTWFV IDLLSCLPYD VINAFENVDE GIS SLFSSL KVVRLLRLGR VARKLDHYIE YGAAVLVLLV CVFGLAAHWM ACIWYSIGDY EIFDEDTKTI RNNSWLYQLA LDIG TPYQF NGSGSGKWEG GPSKNSVYIS SLYFTMTSLT SVGFGNIAPS TDIEKIFAVA IMMIGSLLYA TIFGNVTTIF QQMYA NTNR YHEMLNSVRD FLKLYQVPKG LSERVMDYIV STWSMSRGID TEKVLQICPK DMRADICVHL NRKVFKEHPA FRLASD GCL RALAMEFQTV HCAPGDLIYH AGESVDSLCF VVSGSLEVIQ DDEVVAILGK GDVFGDVFWK EATLAQSCAN VRALTYC DL HVIKRDALQK VLEFYTAFSH SFSRNLILTY NLRKRIVFRK ISDVKREEEE RMKRKNEAPL ILPPDHPVRR LFQRFRQQ K EARLAAERGG RDLDDLDVEK GNALTDHTSA NHSLVKASVV TVRESPATPV SFYPIPEQTL QATVLEVKHE LKEDIKALN AKMTSIEKQL SEILRILMSR GSSQSPQDTC EVSRPQSPES DRDIFGASSN SLEVLFQ

UniProtKB: Voltage-gated delayed rectifier potassium channel KCNH1, Voltage-gated delayed rectifier potassium channel KCNH1

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分子 #2: Calmodulin

分子名称: Calmodulin / 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: 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-3

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分子 #3: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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分子 #4: CHOLESTEROL HEMISUCCINATE

分子名称: CHOLESTEROL HEMISUCCINATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: Y01
分子量理論値: 486.726 Da
Chemical component information

ChemComp-Y01:
CHOLESTEROL HEMISUCCINATE / コレステリルヘミスクシナ-ト

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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4 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC4H11NO3Tris
300.0 mMKClpotassium chloride
5.0 mMCaCl2calcium chloride
5.0 mMDTT
1.0 mMDodecyl Maltopyranoside
0.2 mMCholesteryl hemisuccinate
0.05 mg/mLPC:PE:PS (3:1:1)
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 10 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 86 % / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Plunged into liquid ethane (FEI VITROBOT MARK IV).

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / 実像数: 1657 / 平均電子線量: 1.8 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）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm
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: 240000
詳細: Particles were auto-picked and manually inspected in RELION.
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL / In silico モデル: Initial model was generated in EMAN.
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: 3.78 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: FREALIGN
詳細: 2D classification, 3D classification, and refinement were performed in RELION. Final map generation was performed in FREALIGN.
使用した粒子像数: 145000
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア: (名称: RELION (ver. 1.4), FREALIGN)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-5k7l:
Single particle cryo-EM structure of the voltage-gated K+ channel Eag1 bound to the channel inhibitor calmodulin

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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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