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- PDB-7efn: Crystal structure of the gastric proton pump K791S/E820D/Y340N/E9... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7efn
タイトルCrystal structure of the gastric proton pump K791S/E820D/Y340N/E936V in (BYK)E2BeF state
要素
  • Potassium-transporting ATPase subunit beta
  • Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Cation pump / P-type ATPase / gastric / proton pump
機能・相同性
機能・相同性情報


potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / intracellular potassium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / potassium ion transmembrane transport ...potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular sodium ion homeostasis / intracellular potassium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / potassium ion transmembrane transport / proton transmembrane transport / cell adhesion / apical plasma membrane / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding
類似検索 - 分子機能
Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus ...Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-J3C / RUBIDIUM ION / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / Potassium-transporting ATPase subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Sus scrofa (ブタ)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Abe, K. / Yamamoto, K. / Irie, K.
資金援助 日本, 1件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)17H03653 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Gastric proton pump with two occluded K engineered with sodium pump-mimetic mutations.
著者: Kazuhiro Abe / Kenta Yamamoto / Katsumasa Irie / Tomohiro Nishizawa / Atsunori Oshima /
要旨: The gastric H,K-ATPase mediates electroneutral exchange of 1H/1K per ATP hydrolysed across the membrane. Previous structural analysis of the K-occluded E2-P transition state of H,K-ATPase showed a ...The gastric H,K-ATPase mediates electroneutral exchange of 1H/1K per ATP hydrolysed across the membrane. Previous structural analysis of the K-occluded E2-P transition state of H,K-ATPase showed a single bound K at cation-binding site II, in marked contrast to the two K ions occluded at sites I and II of the closely-related Na,K-ATPase which mediates electrogenic 3Na/2K translocation across the membrane. The molecular basis of the different K stoichiometry between these K-counter-transporting pumps is elusive. We show a series of crystal structures and a cryo-EM structure of H,K-ATPase mutants with changes in the vicinity of site I, based on the structure of the sodium pump. Our step-wise and tailored construction of the mutants finally gave a two-K bound H,K-ATPase, achieved by five mutations, including amino acids directly coordinating K (Lys791Ser, Glu820Asp), indirectly contributing to cation-binding site formation (Tyr340Asn, Glu936Val), and allosterically stabilizing K-occluded conformation (Tyr799Trp). This quintuple mutant in the K-occluded E2-P state unambiguously shows two separate densities at the cation-binding site in its 2.6 Å resolution cryo-EM structure. These results offer new insights into how two closely-related cation pumps specify the number of K accommodated at their cation-binding site.
履歴
登録2021年3月22日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02021年9月1日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年3月16日Group: 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.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22023年11月29日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / pdbx_initial_refinement_model
改定 1.32024年10月23日Group: Structure summary
カテゴリ: pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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構造の表示

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: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
B: Potassium-transporting ATPase subunit beta
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)139,90911
ポリマ－138,5702
非ポリマー1,3399
水75742
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: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area5560 Å2
ΔGint-55 kcal/mol
Surface area53680 Å2
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)105.940, 105.940, 372.010
Angle α, β, γ (deg.)90.000, 90.000, 120.000
Int Tables number152
Space group name H-MP3121
Space group name HallP312"
Symmetry operation#1: x,y,z
#2: -y,x-y,z+1/3
#3: -x+y,-x,z+2/3
#4: x-y,-y,-z+2/3
#5: -x,-x+y,-z+1/3
#6: y,x,-z

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要素

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タンパク質 , 2種, 2分子 AB

#1: タンパク質 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha


分子量: 108939.234 Da / 分子数: 1 / 変異: K791S, E820D, Y340N, E936V / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Sus scrofa (ブタ) / 遺伝子: ATP4A / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: A0A5G2QYH2
#2: タンパク質 Potassium-transporting ATPase subunit beta / Gastric H(+)/K(+) ATPase subunit beta / Proton pump beta chain / gp60-90


分子量: 29630.912 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Sus scrofa (ブタ) / 遺伝子: ATP4B / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P18434

-
糖 , 1種, 3分子

#6: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

-
非ポリマー , 4種, 48分子

#3: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#4: 化合物
ChemComp-RB / RUBIDIUM ION / ルビジウムカチオン


分子量: 85.468 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Rb
#5: 化合物 ChemComp-J3C / (7R,8R,9S)-2,3-dimethyl-9-phenyl-7,8,9,10-tetrahydroimidazo[1,2-h][1,7]naphthyridine-7,8-diol


分子量: 309.362 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C18H19N3O2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 42 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: X線回折 / 使用した結晶の数: 1

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試料調製

結晶マシュー密度: 4.35 Å3/Da / 溶媒含有率: 71.72 %
結晶化温度: 293 K / 手法: 蒸気拡散法, ハンギングドロップ法 / pH: 6.5
詳細: 10 glycerol, 20% PEG 2000 MME, 0.2M RbCl, 3% methylpentanediol, 5mM beta-mercaptoethanol

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データ収集

回折平均測定温度: 80 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: SPring-8 / ビームライン: BL41XU / 波長: 1 Å
検出器タイプ: DECTRIS EIGER X 16M / 検出器: PIXEL / 日付: 2020年10月15日
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長波長: 1 Å / 相対比: 1
反射解像度: 3.2→48.71 Å / Num. obs: 41073 / % possible obs: 81.73 % / 冗長度: 2 % / Biso Wilson estimate: 58.03 Å2 / CC1/2: 1 / Rmerge(I) obs: 0.033 / Rpim(I) all: 0.033 / Net I/σ(I): 9.15
反射 シェル解像度: 3.2→3.3 Å / Rmerge(I) obs: 2.6 / Mean I/σ(I) obs: 0.28 / Num. unique obs: 1017 / CC1/2: 0.16 / Rpim(I) all: 2.6 / % possible all: 25.24

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX1.19_4092精密化
XDSデータ削減
XDSデータスケーリング
PHASER位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換
開始モデル: 5ylv

5ylv


解像度: 3.2→48.71 Å / SU ML: 0.3783 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.35 / 位相誤差: 34.7919
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
Rfactor反射数%反射
Rfree0.3081 1620 4.82 %
Rwork0.2684 31974 -
obs0.2704 33594 81.77 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å / 溶媒モデル: FLAT BULK SOLVENT MODEL
原子変位パラメータBiso mean: 60.14 Å2
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 3.2→48.71 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数9733 0 70 42 9845
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.004210025
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d0.895113634
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.06281554
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.00871753
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d7.31621379
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
3.2-3.290.425340.3922782X-RAY DIFFRACTION24.16
3.29-3.40.3722350.32871177X-RAY DIFFRACTION36.11
3.4-3.520.3827920.32281647X-RAY DIFFRACTION52
3.52-3.660.44391150.34652457X-RAY DIFFRACTION76.37
3.66-3.830.37831520.32522897X-RAY DIFFRACTION90.58
3.83-4.030.37381670.3083179X-RAY DIFFRACTION99.02
4.03-4.280.27171620.25243231X-RAY DIFFRACTION100
4.28-4.610.25681560.23093279X-RAY DIFFRACTION99.85
4.61-5.080.28361470.23643263X-RAY DIFFRACTION99.97
5.08-5.810.28121710.26883274X-RAY DIFFRACTION99.94
5.81-7.320.29731910.27183298X-RAY DIFFRACTION99.97
7.32-48.710.2741980.23173490X-RAY DIFFRACTION99.84
精密化 TLS

手法: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION

IDL11 (°2)L12 (°2)L13 (°2)L22 (°2)L23 (°2)L33 (°2)S11 (Å °)S12 (Å °)S13 (Å °)S21 (Å °)S22 (Å °)S23 (Å °)S31 (Å °)S32 (Å °)S33 (Å °)T11 (Å2)T12 (Å2)T13 (Å2)T22 (Å2)T23 (Å2)T33 (Å2)Origin x (Å)Origin y (Å)Origin z (Å)
10.216886808510.0001808929248420.148349853250.403471434175-0.4158638342211.061992509660.00544920579137-0.178915382028-0.0186295183519-0.286652463736-0.00273678217449-0.07386340921190.1707399690150.0198068968427-0.02773578663530.261745543337-0.0512144622698-0.1677212192430.1899359363-0.07946498239990.2702900719959.9162178983-39.043959038839.2124347144
20.3903804311390.09354316170120.3558554860220.3998438819740.2590953938591.05678117978-0.0322197121205-0.362691468476-0.02919031033770.2546717348660.209639748176-0.3263965381520.2322219657670.224451909438-0.1533664209170.215595033768-0.135320404208-0.3660310137350.129374822153-0.187378513910.33463282400267.934189699-18.506659604955.917651466
30.1296587164580.154918266419-0.04721646095450.118471400910.0999830950750.4442573339610.0363299663616-0.003213217490780.429329946962-0.06557213345940.007321134873810.275278297933-0.3989972595680.04086505638960.1763662629350.684099137923-0.329328341709-0.17629524736-0.0254647599687-0.1526103998950.34571718067953.3682272037-7.7029055687318.3181869171
44.26558796820.941584009553-2.213176744721.88218221861-0.4179445804282.517677541750.160993431434-0.02981034788140.3677180263240.295193732121-0.2903488447310.34867862369-0.0755212555888-0.4143221452880.1440822125060.804949116251-0.151099265681-0.3396947154270.482803408226-0.1680844011590.54162424499540.20193139027.35199824434-0.273612051742
50.7189201131720.364774898148-0.01096093494051.565829140680.1784877080320.257550011597-0.2427848770450.1523360883360.385379702928-0.1242616236210.03955384770770.0138502753201-0.4307411229550.2423753796010.01967401405310.582741687508-0.226914905555-0.0437060300010.2264170825190.1175822669320.31252147422156.2709163137-8.53845171331-41.145658794
60.6456536989210.256216165056-0.2723273068441.496625311390.1789827376350.7138927952230.04104982959240.1398623917420.327180278474-0.2261876695860.04689184656840.0746804608779-0.328576497252-0.00767921829467-0.0242207875230.533963740293-0.211536966617-0.1268063636550.2863714404180.2130376471920.32657680100958.5957142427-5.21056658678-47.0440417848
74.850706724220.622126492074-0.2604163526330.4612471182541.537451597657.04633863870.0455843241792-0.173694497874-0.8773297926420.2990526227580.0820686580256-0.5826675529070.910520943130.645155954549-0.1301525004110.790144900830.0245844054043-0.196919827870.6067098074170.0481904559670.56992043374171.683353553-25.7461173759-45.5629796404
80.168953730429-0.002499784469330.05940408585791.19827799691-0.1719097183770.402651942283-0.03079388418710.01867922584880.06749262496860.094360224564-0.023592450494-0.129292595242-0.3037724142450.2685372606090.07348996995290.67096204026-0.178351383659-0.1155674785540.4782566389120.2018415437470.16500944019863.851549765-13.3421815238-42.3410741788
精密化 TLSグループ

Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION

IDRefine TLS-IDSelection detailsAuth asym-IDLabel asym-IDAuth seq-IDLabel seq-ID
11chain 'A' and (resid 49 through 291 )AA49 - 2911 - 243
22chain 'A' and (resid 292 through 602 )AA292 - 602244 - 554
33chain 'A' and (resid 603 through 1033 )AA603 - 1033555 - 985
44chain 'B' and (resid 30 through 65 )BE30 - 651 - 36
55chain 'B' and (resid 66 through 140 )BE66 - 14037 - 111
66chain 'B' and (resid 141 through 197 )BE141 - 197112 - 168
77chain 'B' and (resid 198 through 214 )BE198 - 214169 - 185
88chain 'B' and (resid 215 through 290 )BE215 - 290186 - 261

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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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