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- PDB-6bfc: Cryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex wi... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6bfc
タイトルCryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex with insulin
要素
  • Insulin
  • Insulin-degrading enzyme
キーワードHYDROLASE/HORMONE / IDE / amyloid beta / HORMONE / HYDROLASE-HORMONE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


insulysin / beta-endorphin binding / ubiquitin recycling / insulin catabolic process / insulin metabolic process / amyloid-beta clearance by cellular catabolic process / hormone catabolic process / bradykinin catabolic process / cytosolic proteasome complex / insulin binding ...insulysin / beta-endorphin binding / ubiquitin recycling / insulin catabolic process / insulin metabolic process / amyloid-beta clearance by cellular catabolic process / hormone catabolic process / bradykinin catabolic process / cytosolic proteasome complex / insulin binding / regulation of aerobic respiration / negative regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of nitric oxide mediated signal transduction / negative regulation of fatty acid metabolic process / negative regulation of feeding behavior / Signaling by Insulin receptor / peptide catabolic process / IRS activation / regulation of protein secretion / Insulin processing / positive regulation of peptide hormone secretion / positive regulation of respiratory burst / negative regulation of acute inflammatory response / Regulation of gene expression in beta cells / amyloid-beta clearance / peroxisomal matrix / alpha-beta T cell activation / positive regulation of dendritic spine maintenance / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / amyloid-beta metabolic process / activation of protein kinase B activity / negative regulation of respiratory burst involved in inflammatory response / negative regulation of protein secretion / negative regulation of gluconeogenesis / positive regulation of insulin receptor signaling pathway / positive regulation of glycogen biosynthetic process / fatty acid homeostasis / Signal attenuation / positive regulation of protein binding / FOXO-mediated transcription of oxidative stress, metabolic and neuronal genes / negative regulation of lipid catabolic process / positive regulation of lipid biosynthetic process / negative regulation of oxidative stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / regulation of protein localization to plasma membrane / nitric oxide-cGMP-mediated signaling / transport vesicle / COPI-mediated anterograde transport / positive regulation of nitric-oxide synthase activity / Insulin receptor recycling / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / positive regulation of brown fat cell differentiation / insulin-like growth factor receptor binding / negative regulation of proteolysis / NPAS4 regulates expression of target genes / neuron projection maintenance / endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / peptide binding / positive regulation of mitotic nuclear division / Insulin receptor signalling cascade / proteolysis involved in protein catabolic process / positive regulation of glycolytic process / positive regulation of cytokine production / endosome lumen / positive regulation of long-term synaptic potentiation / acute-phase response / positive regulation of protein secretion / positive regulation of D-glucose import across plasma membrane / insulin receptor binding / positive regulation of cell differentiation / Regulation of insulin secretion / Peroxisomal protein import / protein catabolic process / wound healing / positive regulation of neuron projection development / hormone activity / antigen processing and presentation of endogenous peptide antigen via MHC class I / negative regulation of protein catabolic process / regulation of synaptic plasticity / metalloendopeptidase activity / positive regulation of protein localization to nucleus / Golgi lumen / cognition / vasodilation / glucose metabolic process / positive regulation of protein catabolic process / insulin receptor signaling pathway / peroxisome / cell-cell signaling / glucose homeostasis / regulation of protein localization / amyloid-beta binding / virus receptor activity / PI5P, PP2A and IER3 Regulate PI3K/AKT Signaling / positive regulation of cell growth / protease binding / secretory granule lumen / endopeptidase activity / basolateral plasma membrane / positive regulation of canonical NF-kappaB signal transduction / positive regulation of phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B signal transduction
類似検索 - 分子機能
Peptidase M16, middle/third domain / Middle or third domain of peptidase_M16 / : / PQQ synthase PqqF-like, C-terminal lobe domain 4 / : / Cytochrome Bc1 Complex; Chain A, domain 1 / Metalloenzyme, LuxS/M16 peptidase-like / Peptidase M16, zinc-binding site / Insulinase family, zinc-binding region signature. / Peptidase M16, C-terminal ...Peptidase M16, middle/third domain / Middle or third domain of peptidase_M16 / : / PQQ synthase PqqF-like, C-terminal lobe domain 4 / : / Cytochrome Bc1 Complex; Chain A, domain 1 / Metalloenzyme, LuxS/M16 peptidase-like / Peptidase M16, zinc-binding site / Insulinase family, zinc-binding region signature. / Peptidase M16, C-terminal / Peptidase M16 inactive domain / Peptidase M16, N-terminal / Insulinase (Peptidase family M16) / Metalloenzyme, LuxS/M16 peptidase-like / Insulin / Insulin family / Insulin-like / Insulin/IGF/Relaxin family / Insulin / insulin-like growth factor / relaxin family. / Insulin, conserved site / Insulin family signature. / Insulin-like superfamily / 2-Layer Sandwich / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
Insulin / Insulin-degrading enzyme
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3.7 Å
データ登録者Liang, W.G. / Zhang, Z. / Bailey, L.J. / Kossiakoff, A.A. / Tan, Y.Z. / Wei, H. / Carragher, B. / Potter, S.C. / Tang, W.J.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM103310 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM81539 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM121964 米国
Simons Foundation349247 米国
引用ジャーナル: Elife / 年: 2018
タイトル: Ensemble cryoEM elucidates the mechanism of insulin capture and degradation by human insulin degrading enzyme.
著者: Zhening Zhang / Wenguang G Liang / Lucas J Bailey / Yong Zi Tan / Hui Wei / Andrew Wang / Mara Farcasanu / Virgil A Woods / Lauren A McCord / David Lee / Weifeng Shang / Rebecca Deprez- ...著者: Zhening Zhang / Wenguang G Liang / Lucas J Bailey / Yong Zi Tan / Hui Wei / Andrew Wang / Mara Farcasanu / Virgil A Woods / Lauren A McCord / David Lee / Weifeng Shang / Rebecca Deprez-Poulain / Benoit Deprez / David R Liu / Akiko Koide / Shohei Koide / Anthony A Kossiakoff / Sheng Li / Bridget Carragher / Clinton S Potter / Wei-Jen Tang /
要旨: Insulin degrading enzyme (IDE) plays key roles in degrading peptides vital in type two diabetes, Alzheimer's, inflammation, and other human diseases. However, the process through which IDE recognizes ...Insulin degrading enzyme (IDE) plays key roles in degrading peptides vital in type two diabetes, Alzheimer's, inflammation, and other human diseases. However, the process through which IDE recognizes peptides that tend to form amyloid fibrils remained unsolved. We used cryoEM to understand both the apo- and insulin-bound dimeric IDE states, revealing that IDE displays a large opening between the homologous ~55 kDa N- and C-terminal halves to allow selective substrate capture based on size and charge complementarity. We also used cryoEM, X-ray crystallography, SAXS, and HDX-MS to elucidate the molecular basis of how amyloidogenic peptides stabilize the disordered IDE catalytic cleft, thereby inducing selective degradation by substrate-assisted catalysis. Furthermore, our insulin-bound IDE structures explain how IDE processively degrades insulin by stochastically cutting either chain without breaking disulfide bonds. Together, our studies provide a mechanism for how IDE selectively degrades amyloidogenic peptides and offers structural insights for developing IDE-based therapies.
履歴
登録2017年10月26日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02017年12月27日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12018年1月17日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.22018年4月11日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _citation_author.name
改定 1.32019年12月18日Group: Author supporting evidence / Other / カテゴリ: atom_sites / pdbx_audit_support
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] ..._atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3] / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42021年4月28日Group: Derived calculations
カテゴリ: pdbx_struct_assembly / pdbx_struct_assembly_gen / pdbx_struct_assembly_prop
改定 1.52024年11月6日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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-7041
  • 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: Insulin-degrading enzyme
B: Insulin-degrading enzyme
a: Insulin
b: Insulin


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)247,7134
ポリマ－247,7134
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: microscopy
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area8250 Å2
ΔGint-29 kcal/mol
Surface area79430 Å2

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要素

#1: タンパク質 Insulin-degrading enzyme / Abeta-degrading protease / Insulin protease / Insulinase / Insulysin


分子量: 111866.484 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: IDE / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL21(DE3) / 参照: UniProt: P14735, insulysin
#2: タンパク質 Insulin


分子量: 11989.862 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: INS / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL21(DE3) / 参照: UniProt: P01308
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: Insulin bound insulin degrading enzyme / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.1 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: BL21(DE3)
緩衝液pH: 7.8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mmol/lHEPEsC8H18N2O4S1
2300 mmol/lSodium ChlorideNaCl1
320 mmol/lEDTAC10H16N2O81
試料濃度: 0.3 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Homemade
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 85 % / 凍結前の試料温度: 293 K / 詳細: Grids made using Spotiton

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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）: 22500 X / 倍率（補正後）: 46598 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 940 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 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: 70 K / 最低温度: 70 K / Residual tilt: 10 mradians
撮影平均露光時間: 10 sec. / 電子線照射量: 71.4 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
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: 3085
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 3710 / 縦: 3838 / 動画フレーム数/画像: 50 / 利用したフレーム数/画像: 1-50

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.12_2829: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1DoG Picker粒子像選択
2Leginon3.3画像取得
4GctfGctf_v0.50_sm_30_cu7.5X86_64CTF補正
7Coot0.89_Preモデルフィッティング
8UCSF Chimera1.11.2モデルフィッティング
10RELION2初期オイラー角割当
12RELION2分類
13RELION2.1３次元再構成
14PHENIX1.02-2829モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 762283
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 148392 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 2 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 111.9 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00616160
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.04921857
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d9.0169765
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0592362
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0082822

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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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