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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6ztq | ||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of respiratory complex I from Mus musculus inhibited by piericidin A at 3.0 A | ||||||||||||
要素 |
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キーワード | OXIDOREDUCTASE / NADH / ubiquinone / complex I | ||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 Mitochondrial protein import / response to injury involved in regulation of muscle adaptation / reproductive system development / Protein lipoylation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / RHOG GTPase cycle / Respiratory electron transport / protein insertion into mitochondrial inner membrane / blastocyst hatching ...Mitochondrial protein import / response to injury involved in regulation of muscle adaptation / reproductive system development / Protein lipoylation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / RHOG GTPase cycle / Respiratory electron transport / protein insertion into mitochondrial inner membrane / blastocyst hatching / circulatory system development / respiratory system process / psychomotor behavior / ubiquinone-6 biosynthetic process / Mitochondrial protein degradation / response to light intensity / cellular response to oxygen levels / iron-sulfur cluster assembly complex / : / mitochondrial large ribosomal subunit binding / gliogenesis / negative regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / cellular response to glucocorticoid stimulus / neural precursor cell proliferation / cardiac muscle tissue development / [2Fe-2S] cluster assembly / oxygen sensor activity / adult walking behavior / positive regulation of mitochondrial membrane potential / response to hydroperoxide / : / ubiquinone binding / iron-sulfur cluster assembly / positive regulation of ATP biosynthetic process / adult behavior / dopamine metabolic process / NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) / positive regulation of execution phase of apoptosis / proton motive force-driven mitochondrial ATP synthesis / NADH dehydrogenase activity / apoptotic mitochondrial changes / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / respiratory chain complex I / : / mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / mitochondrial respiratory chain complex I assembly / electron transport coupled proton transport / neuron development / acyl binding / acyl carrier activity / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / cellular response to interferon-beta / negative regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / ATP synthesis coupled electron transport / quinone binding / cellular response to retinoic acid / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / extrinsic apoptotic signaling pathway / muscle contraction / ionotropic glutamate receptor binding / tricarboxylic acid cycle / Neutrophil degranulation / visual perception / aerobic respiration / response to hormone / neurogenesis / respiratory electron transport chain / cerebellum development / reactive oxygen species metabolic process / kidney development / regulation of mitochondrial membrane potential / response to cocaine / synaptic membrane / fatty acid metabolic process / mitochondrion organization / response to nicotine / mitochondrial membrane / sensory perception of sound / electron transport chain / brain development / regulation of protein phosphorylation / response to hydrogen peroxide / negative regulation of cell growth / multicellular organism growth / response to organic cyclic compound / mitochondrial intermembrane space / cognition / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / circadian rhythm / positive regulation of protein catabolic process / NAD binding / FMN binding / myelin sheath / nervous system development / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / protease binding / in utero embryonic development / neuron apoptotic process / response to ethanol / response to oxidative stress 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
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 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Bridges, H.R. / Blaza, J.N. / Agip, A.N.A. / Hirst, J. | ||||||||||||
資金援助 | 英国, 3件
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引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2020 タイトル: Structure of inhibitor-bound mammalian complex I. 著者: Hannah R Bridges / Justin G Fedor / James N Blaza / Andrea Di Luca / Alexander Jussupow / Owen D Jarman / John J Wright / Ahmed-Noor A Agip / Ana P Gamiz-Hernandez / Maxie M Roessler / Ville ...著者: Hannah R Bridges / Justin G Fedor / James N Blaza / Andrea Di Luca / Alexander Jussupow / Owen D Jarman / John J Wright / Ahmed-Noor A Agip / Ana P Gamiz-Hernandez / Maxie M Roessler / Ville R I Kaila / Judy Hirst / 要旨: Respiratory complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) captures the free energy from oxidising NADH and reducing ubiquinone to drive protons across the mitochondrial inner membrane and power ...Respiratory complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) captures the free energy from oxidising NADH and reducing ubiquinone to drive protons across the mitochondrial inner membrane and power oxidative phosphorylation. Recent cryo-EM analyses have produced near-complete models of the mammalian complex, but leave the molecular principles of its long-range energy coupling mechanism open to debate. Here, we describe the 3.0-Å resolution cryo-EM structure of complex I from mouse heart mitochondria with a substrate-like inhibitor, piericidin A, bound in the ubiquinone-binding active site. We combine our structural analyses with both functional and computational studies to demonstrate competitive inhibitor binding poses and provide evidence that two inhibitor molecules bind end-to-end in the long substrate binding channel. Our findings reveal information about the mechanisms of inhibition and substrate reduction that are central for understanding the principles of energy transduction in mammalian complex I. | ||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
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PDBx/mmCIF形式 | 6ztq.cif.gz | 1.5 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb6ztq.ent.gz | 1.2 MB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 6ztq.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
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文書・要旨 | 6ztq_validation.pdf.gz | 2.7 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 6ztq_full_validation.pdf.gz | 2.8 MB | 表示 | |
XML形式データ | 6ztq_validation.xml.gz | 222.7 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 6ztq_validation.cif.gz | 331.5 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/zt/6ztq ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/zt/6ztq | HTTPS FTP |
-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: 13251.785 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03899, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#8: タンパク質 | 分子量: 36105.027 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03888, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#10: タンパク質 | 分子量: 18656.100 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03925, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#11: タンパク質 | 分子量: 10637.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 参照: UniProt: P03903, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#12: タンパク質 | 分子量: 68547.297 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03921, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#13: タンパク質 | 分子量: 51943.547 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03911, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#14: タンパク質 | 分子量: 38800.230 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: P03893, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] iron-sulfur protein ... , 7種, 7分子 BCDIQRe
#2: タンパク質 | 分子量: 24715.912 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q9DC70, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#3: タンパク質 | 分子量: 30191.307 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q9DCT2, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#4: タンパク質 | 分子量: 52720.602 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q91WD5, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#9: タンパク質 | 分子量: 24068.355 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q8K3J1, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#17: タンパク質 | 分子量: 19814.725 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CXZ1 |
#18: タンパク質 | 分子量: 13041.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: P52503 |
#30: タンパク質 | 分子量: 12675.772 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q99LY9 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] flavoprotein ... , 3種, 3分子 EFs
#5: タンパク質 | 分子量: 27318.336 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 参照: UniProt: Q9D6J6, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#6: タンパク質 | 分子量: 50904.152 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q91YT0, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#44: タンパク質 | 分子量: 11833.504 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q8BK30 |
-タンパク質 , 3種, 4分子 GTUY
#7: タンパク質 | 分子量: 79866.688 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart 参照: UniProt: Q91VD9, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) | ||
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#20: タンパク質 | 分子量: 17390.289 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CR21 #24: タンパク質 | | 分子量: 15130.416 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: G5E814 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit ... , 11種, 11分子 OPSVWXZabqr
#15: タンパク質 | 分子量: 40657.375 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q99LC3 |
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#16: タンパク質 | 分子量: 42588.129 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9DC69 |
#19: タンパク質 | 分子量: 10932.675 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQ75 |
#21: タンパク質 | 分子量: 13380.719 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CPP6 |
#22: タンパク質 | 分子量: 15311.858 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQZ5 |
#23: タンパク質 | 分子量: 20025.127 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9DCJ5 |
#25: タンパク質 | 分子量: 16881.588 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9ERS2 |
#26: タンパク質 | 分子量: 8149.524 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: O35683 |
#27: タンパク質 | 分子量: 9338.867 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQ91 |
#42: タンパク質 | 分子量: 17154.453 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q7TMF3 |
#43: タンパク質 | 分子量: 12637.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 / 参照: UniProt: Q9Z1P6 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 subunit ... , 2種, 2分子 cd
#28: タンパク質 | 分子量: 8636.023 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQY9 |
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#29: タンパク質 | 分子量: 14185.692 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQ54 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 beta subcomplex subunit ... , 11種, 11分子 fghijklmnop
#31: タンパク質 | 分子量: 6965.109 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: P0DN34 |
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#32: タンパク質 | 分子量: 17463.727 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 / 参照: UniProt: O09111 |
#33: タンパク質 | 分子量: 21742.197 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQH3 |
#34: タンパク質 | 分子量: 15582.122 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q3UIU2 |
#35: タンパク質 | 分子量: 11982.437 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CPU2 |
#36: タンパク質 | 分子量: 11714.240 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQZ6 |
#37: タンパク質 | 分子量: 21903.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9D6J5 |
#38: タンパク質 | 分子量: 15105.287 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 / 参照: UniProt: Q9CQC7 |
#39: タンパク質 | 分子量: 22020.123 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CQJ8 |
#40: タンパク質 | 分子量: 16360.804 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / 参照: UniProt: Q9CR61 |
#41: タンパク質 | 分子量: 21054.832 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: heart / Variant: C57BL/6 / 参照: UniProt: Q9DCS9 |
-非ポリマー , 11種, 35分子
#45: 化合物 | ChemComp-SF4 / #46: 化合物 | ChemComp-PC1 / #47: 化合物 | ChemComp-HQH / | #48: 化合物 | ChemComp-3PE / #49: 化合物 | #50: 化合物 | ChemComp-FMN / | #51: 化合物 | ChemComp-CDL / #52: 化合物 | ChemComp-ATP / | #53: 化合物 | ChemComp-NDP / | #54: 化合物 | ChemComp-ZN / | #55: 化合物 | |
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-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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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: Respiratory complex I / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#44 / 由来: NATURAL | ||||||||||||||||||||
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分子量 | 値: 0.98 MDa / 実験値: NO | ||||||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) / 株: C57BL/6 / 器官: heart | ||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.14 / 詳細: pH corrected at room temperature | ||||||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 濃度: 4.1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||||||||||
試料支持 | 詳細: The grid was treated for 48 hours in an anaerobic glovebox in ethanol containing 5mM 11-mercaptoundecylhexaethyleneglycol, washed three times in ethanol and air dried prior to use. グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R0.6/1 | ||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 詳細: blot for 10 seconds before plunging |
-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): 47600 X / 最大 デフォーカス(公称値): 3400 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 2200 nm / Cs: 2.7 mm |
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 | 電子線照射量: 50 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: 1 |
電子光学装置 | エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV |
画像スキャン | 横: 3838 / 縦: 3710 / 動画フレーム数/画像: 24 / 利用したフレーム数/画像: 1-12 |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 27193 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: OTHER / 空間: REAL | ||||||||||||||||||||
精密化 | 最高解像度: 3 Å |