+Open data
-Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 7jij | ||||||
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Title | ATP-bound AMP-activated protein kinase | ||||||
Components |
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Keywords | SIGNALING PROTEIN / AMPK / activation / ATP-binding | ||||||
Function / homology | Function and homology information negative regulation of glucosylceramide biosynthetic process / positive regulation of mitochondrial transcription / [hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH)] kinase / [hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH)] kinase activity / : / regulation of stress granule assembly / histone H2BS36 kinase activity / AMPK inhibits chREBP transcriptional activation activity / regulation of peptidyl-serine phosphorylation / cold acclimation ...negative regulation of glucosylceramide biosynthetic process / positive regulation of mitochondrial transcription / [hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH)] kinase / [hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH)] kinase activity / : / regulation of stress granule assembly / histone H2BS36 kinase activity / AMPK inhibits chREBP transcriptional activation activity / regulation of peptidyl-serine phosphorylation / cold acclimation / positive regulation of peptidyl-lysine acetylation / lipid droplet disassembly / Lipophagy / regulation of bile acid secretion / positive regulation of skeletal muscle tissue development / CAMKK-AMPK signaling cascade / import into nucleus / cAMP-dependent protein kinase regulator activity / regulation of vesicle-mediated transport / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / nucleotide-activated protein kinase complex / : / Energy dependent regulation of mTOR by LKB1-AMPK / Carnitine metabolism / negative regulation of hepatocyte apoptotic process / tau-protein kinase / bile acid and bile salt transport / cellular response to ethanol / negative regulation of TOR signaling / protein localization to lipid droplet / protein kinase regulator activity / bile acid signaling pathway / Activation of PPARGC1A (PGC-1alpha) by phosphorylation / response to caffeine / motor behavior / regulation of glycolytic process / positive regulation of protein targeting to mitochondrion / lipid biosynthetic process / cAMP-dependent protein kinase activity / AMP-activated protein kinase activity / negative regulation of tubulin deacetylation / tau-protein kinase activity / Macroautophagy / positive regulation of protein localization / AMP binding / cholesterol biosynthetic process / fatty acid oxidation / carbohydrate transmembrane transporter activity / positive regulation of protein kinase activity / fatty acid homeostasis / cellular response to nutrient levels / negative regulation of lipid catabolic process / positive regulation of autophagy / regulation of microtubule cytoskeleton organization / cellular response to glucose starvation / Activation of AMPK downstream of NMDARs / response to UV / energy homeostasis / negative regulation of insulin receptor signaling pathway / negative regulation of TORC1 signaling / positive regulation of adipose tissue development / cellular response to calcium ion / positive regulation of glycolytic process / response to activity / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / response to gamma radiation / TP53 Regulates Metabolic Genes / cellular response to glucose stimulus / tau protein binding / regulation of circadian rhythm / ADP binding / Wnt signaling pathway / fatty acid biosynthetic process / autophagy / cellular response to hydrogen peroxide / neuron cellular homeostasis / response to estrogen / cellular response to prostaglandin E stimulus / glucose metabolic process / cellular response to xenobiotic stimulus / rhythmic process / glucose homeostasis / positive regulation of cold-induced thermogenesis / cellular response to oxidative stress / cellular response to hypoxia / spermatogenesis / Regulation of TP53 Activity through Phosphorylation / periplasmic space / response to hypoxia / non-specific serine/threonine protein kinase / protein kinase activity / nuclear speck / apical plasma membrane / axon / protein phosphorylation / negative regulation of gene expression / protein serine kinase activity / protein serine/threonine kinase activity / neuronal cell body / dendrite Similarity search - Function | ||||||
Biological species | Escherichia coli (E. coli) Homo sapiens (human) | ||||||
Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 5.5 Å | ||||||
Authors | Yan, Y. / Zhou, X.E. / Powell, K. / Xu, T. / Brunzelle, J.S. / Xu, H.X. / Melcher, K. | ||||||
Funding support | United States, 1items
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Citation | Journal: Science / Year: 2021 Title: Structure of an AMPK complex in an inactive, ATP-bound state. Authors: Yan Yan / Somnath Mukherjee / Kaleeckal G Harikumar / Timothy S Strutzenberg / X Edward Zhou / Kelly Suino-Powell / Ting-Hai Xu / Ryan D Sheldon / Jared Lamp / Joseph S Brunzelle / Katarzyna ...Authors: Yan Yan / Somnath Mukherjee / Kaleeckal G Harikumar / Timothy S Strutzenberg / X Edward Zhou / Kelly Suino-Powell / Ting-Hai Xu / Ryan D Sheldon / Jared Lamp / Joseph S Brunzelle / Katarzyna Radziwon / Abigail Ellis / Scott J Novick / Irving E Vega / Russell G Jones / Laurence J Miller / H Eric Xu / Patrick R Griffin / Anthony A Kossiakoff / Karsten Melcher / Abstract: Adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) regulates metabolism in response to the cellular energy states. Under energy stress, AMP stabilizes the active AMPK conformation, in ...Adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) regulates metabolism in response to the cellular energy states. Under energy stress, AMP stabilizes the active AMPK conformation, in which the kinase activation loop (AL) is protected from protein phosphatases, thus keeping the AL in its active, phosphorylated state. At low AMP:ATP (adenosine triphosphate) ratios, ATP inhibits AMPK by increasing AL dynamics and accessibility. We developed conformation-specific antibodies to trap ATP-bound AMPK in a fully inactive, dynamic state and determined its structure at 3.5-angstrom resolution using cryo-electron microscopy. A 180° rotation and 100-angstrom displacement of the kinase domain fully exposes the AL. On the basis of the structure and supporting biophysical data, we propose a multistep mechanism explaining how adenine nucleotides and pharmacological agonists modulate AMPK activity by altering AL phosphorylation and accessibility. | ||||||
History |
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-Structure visualization
Structure viewer | Molecule: MolmilJmol/JSmol |
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-Downloads & links
-Download
PDBx/mmCIF format | 7jij.cif.gz | 506.4 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
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PDB format | pdb7jij.ent.gz | 415.3 KB | Display | PDB format |
PDBx/mmJSON format | 7jij.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
Others | Other downloads |
-Validation report
Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ji/7jij ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ji/7jij | HTTPS FTP |
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-Related structure data
Related structure data | 7jhgC 7jhhC 7m74C 4rerS S: Starting model for refinement C: citing same article (ref.) |
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Similar structure data |
-Links
-Assembly
Deposited unit |
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1 |
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Unit cell |
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-Components
-Protein , 2 types, 2 molecules MA
#1: Protein | Mass: 40827.125 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Escherichia coli (E. coli) / Gene: malE, GRW33_05015 / Production host: Spodoptera frugiperda (fall armyworm) / References: UniProt: A0A6D0N546 |
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#2: Protein | Mass: 56084.375 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Homo sapiens (human) / Gene: PRKAA1, AMPK1 / Production host: Spodoptera frugiperda (fall armyworm) References: UniProt: Q13131, non-specific serine/threonine protein kinase, [acetyl-CoA carboxylase] kinase, [hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH)] kinase, tau-protein kinase |
-5'-AMP-activated protein kinase subunit ... , 2 types, 2 molecules BG
#3: Protein | Mass: 22384.650 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Homo sapiens (human) / Gene: PRKAB2 / Production host: Spodoptera frugiperda (fall armyworm) / References: UniProt: O43741 |
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#4: Protein | Mass: 34893.453 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Homo sapiens (human) / Gene: PRKAG1 / Production host: Spodoptera frugiperda (fall armyworm) / References: UniProt: P54619 |
-Sugars , 1 types, 1 molecules
#5: Polysaccharide | alpha-D-glucopyranose-(1-4)-alpha-D-glucopyranose |
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-Non-polymers , 3 types, 3 molecules
#6: Chemical | ChemComp-ATP / |
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#7: Chemical | ChemComp-AMP / |
#8: Chemical | ChemComp-ADP / |
-Details
Has ligand of interest | Y |
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-Experimental details
-Experiment
Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
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-Sample preparation
Crystal | Density Matthews: 5 Å3/Da / Density % sol: 75.39 % |
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Crystal grow | Temperature: 293 K / Method: vapor diffusion Details: 0.2 M tri-lithium citrate,10% w/v PEG3350, pH7.5,0.01 M barium chloride |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N |
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Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: APS / Beamline: 21-ID-D / Wavelength: 1.07823 Å |
Detector | Type: DECTRIS EIGER2 X 9M / Detector: PIXEL / Date: Jul 5, 2017 |
Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 1.07823 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 5.5→49 Å / Num. obs: 10563 / % possible obs: 99.5 % / Redundancy: 9.7 % / CC1/2: 0.979 / Rmerge(I) obs: 0.298 / Net I/σ(I): 4.7 |
Reflection shell | Resolution: 5.5→6.15 Å / Rmerge(I) obs: 3.1 / Num. unique obs: 2894 / CC1/2: 0.323 |
-Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENT Starting model: 4RER Resolution: 5.5→24.901 Å / SU ML: 1.02 / Cross valid method: THROUGHOUT / σ(F): 1.34 / Phase error: 43.94 / Stereochemistry target values: ML
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.8 Å / VDW probe radii: 1.1 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Displacement parameters | Biso max: 971.36 Å2 / Biso mean: 429.4287 Å2 / Biso min: 166.08 Å2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: final / Resolution: 5.5→24.901 Å
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LS refinement shell | Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION / Rfactor Rfree error: 0 / Total num. of bins used: 4
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Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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Refinement TLS group |
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