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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 5o31 | |||||||||
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タイトル | Mitochondrial complex I in the deactive state | |||||||||
要素 |
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キーワード | OXIDOREDUCTASE / Complex I / redox enzyme / proton pump / membrane protein | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 Complex I biogenesis / RHOG GTPase cycle / cellular response to oxygen levels / mitochondrial large ribosomal subunit binding / Respiratory electron transport / gliogenesis / neural precursor cell proliferation / : / [2Fe-2S] cluster assembly / oxygen sensor activity ...Complex I biogenesis / RHOG GTPase cycle / cellular response to oxygen levels / mitochondrial large ribosomal subunit binding / Respiratory electron transport / gliogenesis / neural precursor cell proliferation / : / [2Fe-2S] cluster assembly / oxygen sensor activity / cellular respiration / Neutrophil degranulation / NADH dehydrogenase activity / mitochondrial ribosome / mitochondrial translation / Mitochondrial protein degradation / NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) / apoptotic mitochondrial changes / acyl binding / ubiquinone binding / acyl carrier activity / quinone binding / electron transport coupled proton transport / neurogenesis / ATP synthesis coupled electron transport / negative regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / ATP metabolic process / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / mitochondrial respiratory chain complex I assembly / response to cAMP / respiratory electron transport chain / reactive oxygen species metabolic process / regulation of mitochondrial membrane potential / : / mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / fatty acid binding / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / apoptotic signaling pathway / electron transport chain / regulation of protein phosphorylation / brain development / mitochondrial membrane / aerobic respiration / mitochondrial intermembrane space / negative regulation of cell growth / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / fatty acid biosynthetic process / positive regulation of fibroblast proliferation / NAD binding / FMN binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / response to oxidative stress / oxidoreductase activity / mitochondrial inner membrane / structural constituent of ribosome / mitochondrial matrix / negative regulation of DNA-templated transcription / ubiquitin protein ligase binding / mitochondrion / nucleoplasm / metal ion binding / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Bos taurus (ウシ) | |||||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.13 Å | |||||||||
データ登録者 | Blaza, J.N. / Vinothkumar, K.R. / Hirst, J. | |||||||||
資金援助 | 英国, 2件
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引用 | ジャーナル: Structure / 年: 2018 タイトル: Structure of the Deactive State of Mammalian Respiratory Complex I. 著者: James N Blaza / Kutti R Vinothkumar / Judy Hirst / 要旨: Complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) is central to energy metabolism in mammalian mitochondria. It couples NADH oxidation by ubiquinone to proton transport across the energy-conserving inner ...Complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) is central to energy metabolism in mammalian mitochondria. It couples NADH oxidation by ubiquinone to proton transport across the energy-conserving inner membrane, catalyzing respiration and driving ATP synthesis. In the absence of substrates, active complex I gradually enters a pronounced resting or deactive state. The active-deactive transition occurs during ischemia and is crucial for controlling how respiration recovers upon reperfusion. Here, we set a highly active preparation of Bos taurus complex I into the biochemically defined deactive state, and used single-particle electron cryomicroscopy to determine its structure to 4.1 Å resolution. We show that the deactive state arises when critical structural elements that form the ubiquinone-binding site become disordered, and we propose reactivation is induced when substrate binding to the NADH-reduced enzyme templates their reordering. Our structure both rationalizes biochemical data on the deactive state and offers new insights into its physiological and cellular roles. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 5o31.cif.gz | 1.4 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb5o31.ent.gz | 1.1 MB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 5o31.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/o3/5o31 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/o3/5o31 | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-NADH-ubiquinone oxidoreductase chain ... , 7種, 7分子 AHJKLMN
#1: タンパク質 | 分子量: 13058.521 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03898, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#7: タンパク質 | 分子量: 35688.773 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03887, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#9: タンパク質 | 分子量: 19082.479 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03924, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#10: タンパク質 | 分子量: 10800.186 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03902, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#11: タンパク質 | 分子量: 68327.922 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03920, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#12: タンパク質 | 分子量: 52130.750 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03910, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#13: タンパク質 | 分子量: 39274.930 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P03892, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] iron-sulfur protein ... , 7種, 7分子 BCDIeQR
#2: タンパク質 | 分子量: 20104.531 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P42026, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
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#3: タンパク質 | 分子量: 26464.807 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart 参照: UniProt: P23709, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
#4: タンパク質 | 分子量: 49236.367 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P17694, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
#8: タンパク質 | 分子量: 20219.947 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P42028, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
#24: タンパク質 | 分子量: 12491.347 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02379 |
#36: タンパク質 | 分子量: 15361.272 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02375 |
#37: タンパク質 | 分子量: 10551.720 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P23934 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] flavoprotein ... , 3種, 3分子 EFs
#5: タンパク質 | 分子量: 23840.361 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P04394, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
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#6: タンパク質 | 分子量: 50718.777 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P25708, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
#35: タンパク質 | 分子量: 8451.367 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P25712 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit ... , 12種, 12分子 OPSVWYabqrXZ
#14: タンパク質 | 分子量: 36739.734 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart / 参照: UniProt: P34942 |
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#15: タンパク質 | 分子量: 25294.037 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) |
#16: タンパク質 | 分子量: 10966.627 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02370 |
#18: タンパク質 | 分子量: 13203.414 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P23935 |
#19: タンパク質 | 分子量: 15083.544 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02366 |
#20: タンパク質 | 分子量: 14772.021 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q8HXG6 |
#21: タンパク質 | 分子量: 8117.445 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02377 |
#22: タンパク質 | 分子量: 7860.488 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02371 |
#33: タンパク質 | 分子量: 17115.508 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart / 参照: UniProt: O97725 |
#38: タンパク質 | 分子量: 12564.387 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q05752 |
#41: タンパク質 | 分子量: 19992.936 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P42029 |
#44: タンパク質 | 分子量: 15369.262 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q95KV7 |
-タンパク質 , 2種, 3分子 TUG
#17: タンパク質 | 分子量: 10119.541 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P52505 #34: タンパク質 | | 分子量: 77044.078 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 器官: heart 参照: UniProt: P15690, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating), NADH dehydrogenase |
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-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 subunit ... , 2種, 2分子 cd
#23: タンパク質・ペプチド | 分子量: 5836.698 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02376 |
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#40: タンパク質 | 分子量: 12923.204 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02827 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 beta subcomplex subunit ... , 11種, 11分子 fgijklophmn
#25: タンパク質 | 分子量: 6978.148 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02378 |
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#26: タンパク質 | 分子量: 14469.059 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q8HXG5 |
#27: タンパク質 | 分子量: 10739.855 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02367 |
#28: タンパク質 | 分子量: 4443.468 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) |
#29: タンパク質 | 分子量: 6315.777 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) |
#30: タンパク質 | 分子量: 10230.603 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) |
#31: タンパク質 | 分子量: 16297.649 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02368 |
#32: タンパク質 | 分子量: 16906.949 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02373 |
#39: タンパク質 | 分子量: 16752.357 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02380 |
#42: タンパク質 | 分子量: 15075.063 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: P48305 |
#43: タンパク質 | 分子量: 21696.693 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Bos taurus (ウシ) / 参照: UniProt: Q02369 |
-非ポリマー , 5種, 11分子
#45: 化合物 | ChemComp-SF4 / #46: 化合物 | #47: 化合物 | ChemComp-FMN / | #48: 化合物 | ChemComp-NAP / | #49: 化合物 | ChemComp-ZN / | |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Mitochondrial complex I in the deactive state / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#44 / 由来: NATURAL | ||||||||||||||||||||
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分子量 | 値: 1.0 MDa / 実験値: YES | ||||||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: Bos taurus (ウシ) / 器官: Heart | ||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.55 | ||||||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 濃度: 4 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES 詳細: Monodisperse bovine mitochondrial complex I isolated in the detergent cymal-7 | ||||||||||||||||||||
試料支持 | 詳細: The grid was PEGylated before use / グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: Quantifoil UltrAuFoil R0.6/1 | ||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 59000 X / 倍率(補正後): 101499 X / 最大 デフォーカス(公称値): 3100 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1300 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm |
試料ホルダ | 凍結剤: NITROGEN 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
撮影 | 平均露光時間: 2.5 sec. / 電子線照射量: 80 e/Å2 / 検出モード: INTEGRATING フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON II (4k x 4k) 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2954 |
画像スキャン | サンプリングサイズ: 14 µm / 横: 4096 / 縦: 4096 / 動画フレーム数/画像: 20 / 利用したフレーム数/画像: 1-20 |
-解析
ソフトウェア | 名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0164 / 分類: 精密化 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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画像処理 | 詳細: Images were normalised in Relion | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CTF補正 | 詳細: CTF correction was done per particle after the CTF was estimated on the whole micrograph. タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 148488 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 4.13 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 125006 / 対称性のタイプ: POINT | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | B value: 78.7 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: RECIPROCAL | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
精密化 | 解像度: 4.13→496.8 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.923 / SU B: 16.107 / SU ML: 0.205 / ESU R: 0.188 立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
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溶媒の処理 | イオンプローブ半径: 0.8 Å / 減衰半径: 0.8 Å / VDWプローブ半径: 1.2 Å / 溶媒モデル: MASK | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子変位パラメータ | Biso mean: 78.711 Å2
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精密化ステップ | サイクル: 1 / 合計: 52698 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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