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万見
- PDB-5oyb: Structure of calcium-bound mTMEM16A chloride channel at 3.75 A re... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5oyb
タイトルStructure of calcium-bound mTMEM16A chloride channel at 3.75 A resolution
要素Anoctamin-1
キーワードMEMBRANE PROTEIN / TMEM16 family / ion channel / cryo-EM
機能・相同性
機能・相同性情報


glial cell projection elongation / trachea development / iodide transmembrane transporter activity / iodide transport / mucus secretion / intracellularly calcium-gated chloride channel activity / cellular response to peptide / Stimuli-sensing channels / voltage-gated chloride channel activity / chloride transport ...glial cell projection elongation / trachea development / iodide transmembrane transporter activity / iodide transport / mucus secretion / intracellularly calcium-gated chloride channel activity / cellular response to peptide / Stimuli-sensing channels / voltage-gated chloride channel activity / chloride transport / chloride channel activity / positive regulation of insulin secretion involved in cellular response to glucose stimulus / detection of temperature stimulus involved in sensory perception of pain / chloride channel complex / chloride transmembrane transport / regulation of membrane potential / cell projection / establishment of localization in cell / presynaptic membrane / cellular response to heat / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / apical plasma membrane / external side of plasma membrane / signaling receptor binding / glutamatergic synapse / protein homodimerization activity / identical protein binding / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Anoctamin, dimerisation domain / Anoctamin, dimerisation domain / Anoctamin / : / Calcium-activated chloride channel
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 3.75 Å
データ登録者Paulino, C. / Kalienkova, V. / Lam, K.M. / Neldner, Y. / Dutzler, R.
資金援助 スイス, 2件
組織認可番号国
University of ZurichFK-16-036 スイス
European Research Council339116AnoBest スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2017
タイトル: Activation mechanism of the calcium-activated chloride channel TMEM16A revealed by cryo-EM.
著者: Cristina Paulino / Valeria Kalienkova / Andy K M Lam / Yvonne Neldner / Raimund Dutzler /
要旨: The calcium-activated chloride channel TMEM16A is a ligand-gated anion channel that opens in response to an increase in intracellular Ca concentration. The protein is broadly expressed and ...The calcium-activated chloride channel TMEM16A is a ligand-gated anion channel that opens in response to an increase in intracellular Ca concentration. The protein is broadly expressed and contributes to diverse physiological processes, including transepithelial chloride transport and the control of electrical signalling in smooth muscles and certain neurons. As a member of the TMEM16 (or anoctamin) family of membrane proteins, TMEM16A is closely related to paralogues that function as scramblases, which facilitate the bidirectional movement of lipids across membranes. The unusual functional diversity of the TMEM16 family and the relationship between two seemingly incompatible transport mechanisms has been the focus of recent investigations. Previous breakthroughs were obtained from the X-ray structure of the lipid scramblase of the fungus Nectria haematococca (nhTMEM16), and from the cryo-electron microscopy structure of mouse TMEM16A at 6.6 Å (ref. 14). Although the latter structure disclosed the architectural differences that distinguish ion channels from lipid scramblases, its low resolution did not permit a detailed molecular description of the protein or provide any insight into its activation by Ca. Here we describe the structures of mouse TMEM16A at high resolution in the presence and absence of Ca. These structures reveal the differences between ligand-bound and ligand-free states of a calcium-activated chloride channel, and when combined with functional experiments suggest a mechanism for gating. During activation, the binding of Ca to a site located within the transmembrane domain, in the vicinity of the pore, alters the electrostatic properties of the ion conduction path and triggers a conformational rearrangement of an α-helix that comes into physical contact with the bound ligand, and thereby directly couples ligand binding and pore opening. Our study describes a process that is unique among channel proteins, but one that is presumably general for both functional branches of the TMEM16 family.
履歴
登録2017年9月8日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02017年12月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12017年12月27日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _citation_author.name
改定 1.22018年1月10日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32018年10月17日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_software / pdbx_audit_support
Item: _em_software.name / _em_software.version / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42019年7月31日Group: Data collection / Refinement description / カテゴリ: refine
改定 1.52019年12月4日Group: Data collection / カテゴリ: em_imaging_optics / Item: _em_imaging_optics.energyfilter_name
改定 1.62019年12月11日Group: Other / カテゴリ: atom_sites / cell
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][1] ..._atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3] / _cell.Z_PDB
改定 1.72024年10月9日Group: Data collection / Database references ...Data collection / Database references / Derived calculations / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature / struct_conn
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_admin.last_update / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_label_atom_id / _struct_conn.ptnr2_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr2_label_asym_id

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-3860
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Anoctamin-1
B: Anoctamin-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)222,2786
ポリマ－222,1182
非ポリマー1604
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: microscopy
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area1570 Å2
ΔGint-18 kcal/mol
Surface area80120 Å2
手法PISA

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要素

#1: タンパク質 Anoctamin-1 / Transmembrane protein 16A


分子量: 111058.992 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Ano1, Tmem16a / 細胞株 (発現宿主): HEK293 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q8BHY3
#2: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION / カルシウムジカチオン


分子量: 40.078 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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

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試料調製

構成要素名称: mTMEM16A with calcium ions bound / タイプ: COMPLEX / 詳細: calcium-activated chloride channel / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.110916 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 株: HEK293 / 細胞: stabel mTMEM16A cell line (Flp-In System)
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 20 mM Hepes 150 mM NaCl 0.5 mM CaCl2 <0.12% digitonin
緩衝液成分濃度: 20 mM / 名称: Hepes
試料濃度: 3.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: full-length (wild-type isoform ac) deglycosylated mTMEM16A in presence of 0.5mM CaCl2
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 288 K / 詳細: 2 ul sample volume 2-4 sec blotting time

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
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）: 46511 X / 倍率（補正後）: 46511 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Calibrated defocus min: 500 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 3000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 100 K / 最低温度: 80 K
撮影平均露光時間: 10 sec. / 電子線照射量: 80 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 3 / 実像数: 4343
詳細: Data were collected in an automated fashion using SerialEM47 on a K2 Summit detector (Gatan). For the dataset in presence of calcium ions, cryo-EM images were collected at a pixel size of 0. ...詳細: Data were collected in an automated fashion using SerialEM47 on a K2 Summit detector (Gatan). For the dataset in presence of calcium ions, cryo-EM images were collected at a pixel size of 0.5375A in super-resolution mode, a defocus range of -0.5 to -3.0 um, an exposure time of 10 sec and a sub-frame exposure time of 125 ms (80 frames) with an approximate electron dose of 1 e-/A2/frame. An extensive effort was made for this dataset to screen different areas within the grid and only regions that provided an estimated resolution of the CTF fit of better than 4A were selected for data collection. The total accumulated dose on the specimen level was approximately 80 e-/A2.
電子光学装置エネルギーフィルター名称: In-column Omega Filter
エネルギーフィルター 上限: 10 eV / エネルギーフィルター 下限: -10 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 7420 / 縦: 7676 / 動画フレーム数/画像: 80 / 利用したフレーム数/画像: 1-80

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解析

ソフトウェア名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0158 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION2.1b1粒子像選択
2SerialEM画像取得
4CTFFIND4.1.8CTF補正
7Cootモデルフィッティング
9RELION21b1初期オイラー角割当
10RELION2.1b1最終オイラー角割当
11RELION2.1b1分類
12RELION2.1b1３次元再構成
13PHENIXモデル精密化
14REFMAC5モデル精密化
画像処理詳細: Fourier cropping (final pixel size 1.075 A), motion correction and dose-weighting of frames were performed by MotionCor2
CTF補正詳細: The contrast transfer function (CTF) parameters were estimated on the movie frames by ctffind4.1
タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 629679
詳細: For the dataset collected in presence of calcium ions a total of 4,342 dose-fractionated super-resolution images were recorded, 2 x 2 down-sampled by Fourier cropping (final pixel size 1.075A) ...詳細: For the dataset collected in presence of calcium ions a total of 4,342 dose-fractionated super-resolution images were recorded, 2 x 2 down-sampled by Fourier cropping (final pixel size 1.075A) and subjected to motion correction and dose-weighting of frames by MotionCor248. The contrast transfer function (CTF) parameters were estimated on the movie frames by ctffind4.149. Images showing a strong drift, higher defocus than -3.0 um or a bad CTF estimation were discarded, resulting in 2,997 images used for further analysis with the software package RELION2.1b150. Particles were picked automatically using 2D class averages from the previously obtained TMEM16A cryo-EM map as reference26 providing an initial set of 629,679 particles. After extraction with a box size of 300 pixels, false positives were eliminated manually or through a first round of 2D classification, resulting in 368,162 particles that were further subjected to several rounds of 2D classification to remove particles belonging to low-abundance classes. The remaining 252,577 particles were sorted during 3D Classification, a C2 symmetry was imposed and the low-resolution TMEM16A cryo-EM map (EMD-3658) was used as initial model. The best class, comprising 147,368 particles from a total of 2012 images, was subjected to auto-refinement and particle polishing in RELION, with a running average window of 5, a standard deviation of 1 pixel on translations and 200 pixels on particle distance. The final polished and auto-refined map used for model building had a resolution of 4.6A before masking and 3.75A after masking and was sharpened using an isotropic b-factor of -1063A2
対称性点対称性: C2 (2回回転対称)
3次元再構成解像度: 3.75 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 147368 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT
精密化解像度: 3.75→129 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.51 / ESU R: 5.717
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射
Rwork0.9955 --
obs0.9955 52099 100 %
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: 126.79 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--2.2 Å221.46 Å2-0.69 Å2
2--14.76 Å2-0.64 Å2
3----12.57 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 11770
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0070.01912072
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d00.0211368
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.2771.95416336
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg3.646326250
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg6.21251426
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg31.37122.975558
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg14.612152114
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg12.5381584
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.1070.21796
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0060.02113146
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0040.022698
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it4.34812.6285734
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other4.34712.6265733
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it7.97718.9087150
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other7.97718.917151
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it4.11313.1766338
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other4.11313.1786339
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other7.56419.5079187
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined13.65713880
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other13.65613881
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 3.75→3.847 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rwork0.991 3880 -
Rfree-0 -
obs--100 %

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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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