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Open data
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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 informationnegative 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 / negative regulation of tubulin deacetylation / AMPK inhibits chREBP transcriptional activation activity / histone H2BS36 kinase activity / cold acclimation / AMP-activated protein kinase activity ...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 / negative regulation of tubulin deacetylation / AMPK inhibits chREBP transcriptional activation activity / histone H2BS36 kinase activity / cold acclimation / AMP-activated protein kinase activity / lipid droplet disassembly / Lipophagy / regulation of carbon utilization / positive regulation of skeletal muscle tissue development / CAMKK-AMPK signaling cascade / cAMP-dependent protein kinase regulator activity / import into nucleus / regulation of vesicle-mediated transport / negative regulation of hepatocyte apoptotic process / Carnitine shuttle / Energy dependent regulation of mTOR by LKB1-AMPK / positive regulation of T cell mediated immune response to tumor cell / tau-protein kinase / nucleotide-activated protein kinase complex / protein kinase regulator activity / regulation of vascular permeability / negative regulation of TOR signaling / Activation of PPARGC1A (PGC-1alpha) by phosphorylation / protein localization to membrane / regulation of glycolytic process / : / cAMP-dependent protein kinase activity / protein localization to lipid droplet / response to caffeine / tau-protein kinase activity / cholesterol biosynthetic process / Macroautophagy / lipid biosynthetic process / AMP binding / cellular response to stress / fatty acid oxidation / motor behavior / negative regulation of ferroptosis / cellular response to ethanol / fatty acid homeostasis / carbohydrate transmembrane transporter activity / negative regulation of lipid catabolic process / response to UV / cellular response to glucose starvation / Activation of AMPK downstream of NMDARs / positive regulation of protein localization / energy homeostasis / negative regulation of TORC1 signaling / negative regulation of insulin receptor signaling pathway / positive regulation of adipose tissue development / positive regulation of autophagy / cellular response to calcium ion / positive regulation of gluconeogenesis / cellular response to nutrient levels / positive regulation of glycolytic process / cellular response to starvation / regulation of microtubule cytoskeleton organization / response to activity / response to gamma radiation / protein localization to plasma membrane / TP53 Regulates Metabolic Genes / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / cellular response to glucose stimulus / neuron cellular homeostasis / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / ADP binding / regulation of circadian rhythm / response to estrogen / cellular response to xenobiotic stimulus / tau protein binding / autophagy / glucose metabolic process / positive regulation of T cell activation / Wnt signaling pathway / fatty acid biosynthetic process / cellular response to hydrogen peroxide / rhythmic process / cellular response to prostaglandin E stimulus / glucose homeostasis / positive regulation of cold-induced thermogenesis / cellular response to oxidative stress / spermatogenesis / cellular response to hypoxia / Regulation of TP53 Activity through Phosphorylation / protein phosphorylation / response to hypoxia / protein kinase activity / periplasmic space / non-specific serine/threonine protein kinase / regulation of cell cycle / apical plasma membrane / nuclear speck / cilium / ciliary basal body / negative regulation of gene expression Similarity search - Function | ||||||
| Biological species | ![]() 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: 2021Title: 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: Molmil Jmol/JSmol |
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Downloads & links
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Download
| PDBx/mmCIF format | 7jij.cif.gz | 507.2 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
|---|
-Related structure data
| Related structure data | ![]() 7jhgC ![]() 7jhhC ![]() 7m74C ![]() 4rerS S: Starting model for refinement C: citing same article ( |
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| Similar structure data |
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Links
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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.) ![]() ![]() |
|---|---|
| #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: ![]() References: UniProt: Q13131, non-specific serine/threonine protein kinase, EC: 2.7.11.27, [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: ![]() |
|---|---|
| #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: ![]() |
-Sugars , 1 types, 1 molecules
| #5: Polysaccharide | alpha-D-glucopyranose-(1-4)-alpha-D-glucopyranose |
|---|
-Non-polymers , 3 types, 3 molecules 




| #6: Chemical | ChemComp-ATP / |
|---|---|
| #7: Chemical | ChemComp-AMP / |
| #8: Chemical | ChemComp-ADP / |
-Details
| Has ligand of interest | Y |
|---|---|
| Has protein modification | Y |
-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 % |
|---|---|
| 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 |
|---|---|
| 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 |
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Processing
| Software |
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| Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENTStarting 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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Homo sapiens (human)
X-RAY DIFFRACTION
United States, 1items
Citation















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