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万見
- PDB-7rh9: Cryo-EM structure of human rod CNGA1/B1 channel in apo state -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7rh9
タイトルCryo-EM structure of human rod CNGA1/B1 channel in apo state
要素
  • Cyclic nucleotide-gated cation channel beta-1
  • cGMP-gated cation channel alpha-1
キーワードTRANSPORT PROTEIN / ion channel
機能・相同性
機能・相同性情報


olfactory nerve maturation / non-motile cilium membrane / detection of chemical stimulus involved in sensory perception of smell / photoreceptor cell outer segment organization / response to odorant / intracellular cyclic nucleotide activated cation channel complex / protein localization to organelle / intracellularly cGMP-activated cation channel activity / : / detection of light stimulus involved in visual perception ...olfactory nerve maturation / non-motile cilium membrane / detection of chemical stimulus involved in sensory perception of smell / photoreceptor cell outer segment organization / response to odorant / intracellular cyclic nucleotide activated cation channel complex / protein localization to organelle / intracellularly cGMP-activated cation channel activity / : / detection of light stimulus involved in visual perception / VxPx cargo-targeting to cilium / intracellularly cAMP-activated cation channel activity / rod photoreceptor outer segment / Golgi-associated vesicle membrane / photoreceptor cell maintenance / retina homeostasis / sodium channel activity / ciliary membrane / photoreceptor outer segment membrane / sodium ion transport / monoatomic cation transmembrane transport / monoatomic cation transport / transmembrane transporter complex / cGMP binding / membrane depolarization / ligand-gated monoatomic ion channel activity / photoreceptor outer segment / phototransduction / regulation of cytosolic calcium ion concentration / cAMP binding / visual perception / potassium ion transport / terminal bouton / calcium channel activity / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / calcium ion transport / sensory perception of smell / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / positive regulation of gene expression / protein-containing complex binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cyclic nucleotide-gated channel, C-terminal leucine zipper domain / C-terminal leucine zipper domain of cyclic nucleotide-gated channels / : / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain ...Cyclic nucleotide-gated channel, C-terminal leucine zipper domain / C-terminal leucine zipper domain of cyclic nucleotide-gated channels / : / Cyclic nucleotide-binding domain signature 2. / Cyclic nucleotide-binding domain signature 1. / Cyclic nucleotide-binding, conserved site / Cyclic nucleotide-monophosphate binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain / cAMP/cGMP binding motif profile. / Cyclic nucleotide-binding domain / Cyclic nucleotide-binding domain superfamily / Jelly Rolls / RmlC-like jelly roll fold / Ion transport domain / Ion transport protein / Jelly Rolls / Sandwich / Mainly Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1 / Cyclic nucleotide-gated channel beta-1
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: 2.61 Å
データ登録者Xue, J. / Han, Y. / Jiang, Y.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM140892 米国
Welch FoundationI-1578 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用
ジャーナル: Neuron / 年: 2022
タイトル: Structural mechanisms of assembly, permeation, gating, and pharmacology of native human rod CNG channel.
著者: Jing Xue / Yan Han / Weizhong Zeng / Youxing Jiang /
要旨: Mammalian cyclic nucleotide-gated (CNG) channels are nonselective cation channels activated by cGMP or cAMP and play essential roles in the signal transduction of the visual and olfactory sensory ...Mammalian cyclic nucleotide-gated (CNG) channels are nonselective cation channels activated by cGMP or cAMP and play essential roles in the signal transduction of the visual and olfactory sensory systems. CNGA1, the principal component of the CNG channel from rod photoreceptors, can by itself form a functional homotetrameric channel and has been used as the model system in the majority of rod CNG studies. However, the native rod CNG functions as a heterotetramer consisting of three A1 and one B1 subunits and exhibits different functional properties than the CNGA1 homomer. Here we present the functional analysis of human rod CNGA1/B1 heterotetramer and its cryo-EM structures in apo, cGMP-bound, cAMP-bound, and L-cis-Diltiazem-blocked states. These structures, with resolution ranging from 2.6 to 3.3 Å, elucidate the structural mechanisms underlying the 3:1 subunit stoichiometry, the asymmetrical gating upon cGMP activation, and the unique pharmacological property of the native rod CNG channel.
#1: ジャーナル: Neuron / 年: 2021
タイトル: Structural mechanisms of gating and selectivity of human rod CNGA1 channel.
著者: Jing Xue / Yan Han / Weizhong Zeng / Yan Wang / Youxing Jiang /
要旨: Mammalian cyclic nucleotide-gated (CNG) channels play an essential role in the signal transduction of the visual and olfactory sensory systems. Here we reveal the structural mechanism of ligand ...Mammalian cyclic nucleotide-gated (CNG) channels play an essential role in the signal transduction of the visual and olfactory sensory systems. Here we reveal the structural mechanism of ligand gating in human rod CNGA1 channel by determining its cryo-EM structures in both the apo closed and cGMP-bound open states. Distinct from most other members of voltage-gated tetrameric cation channels, CNGA1 forms a central channel gate in the middle of the membrane, occluding the central cavity. Structural analyses of ion binding profiles in the selectivity filters of the wild-type channel and the E365Q filter mutant allow us to unambiguously define the two Ca binding sites inside the selectivity filter, providing structural insights into Ca blockage and permeation in CNG channels. The structure of the E365Q mutant also reveals two alternative side-chain conformations at Q365, providing a plausible explanation for the voltage-dependent gating of CNG channel acquired upon E365 mutation.
履歴
登録2021年7月16日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02021年11月3日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年1月19日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.year
改定 1.22024年6月5日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond

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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-24458
  • 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
C: cGMP-gated cation channel alpha-1
B: Cyclic nucleotide-gated cation channel beta-1
A: cGMP-gated cation channel alpha-1
D: cGMP-gated cation channel alpha-1


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)284,9914
ポリマ－284,9914
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: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 cGMP-gated cation channel alpha-1 / Cyclic nucleotide-gated cation channel 1 / Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1 / CNG1 / Cyclic ...Cyclic nucleotide-gated cation channel 1 / Cyclic nucleotide-gated channel alpha-1 / CNG1 / Cyclic nucleotide-gated channel / photoreceptor / Rod photoreceptor cGMP-gated channel subunit alpha


分子量: 64650.434 Da / 分子数: 3 / 断片: UNP residues 144-690 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CNGA1, CNCG, CNCG1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P29973
#2: タンパク質 Cyclic nucleotide-gated cation channel beta-1 / Cyclic nucleotide-gated cation channel 4 / CNG channel 4 / CNG-4 / CNG4 / Cyclic nucleotide-gated ...Cyclic nucleotide-gated cation channel 4 / CNG channel 4 / CNG-4 / CNG4 / Cyclic nucleotide-gated cation channel gamma / Cyclic nucleotide-gated cation channel modulatory subunit / Cyclic nucleotide-gated channel beta-1 / CNG channel beta-1 / Glutamic acid-rich protein / GARP


分子量: 91039.305 Da / 分子数: 1 / 断片: UNP residues 454-1251 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CNGB1, CNCG2, CNCG3L, CNCG4, RCNC2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q14028

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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: human rod Apo CNGA1/B1 channel in closed state / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.4
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE

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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
撮影電子線照射量: 1 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
3次元再構成解像度: 2.61 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 687702 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00315026
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.56520358
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.0771991
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0412276
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0062523

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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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