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- PDB-7t94: Cryo-EM structure of S1 state ACh-bound M2R-Go signaling complex ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7t94
タイトルCryo-EM structure of S1 state ACh-bound M2R-Go signaling complex with a PAM
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Antibody fragment
  • Muscarinic acetylcholine receptor M2,muscarinic acetylcholine receptor M2 chimera
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / signaling complex / muscarinic receptor / acetylcholine
機能・相同性
機能・相同性情報


Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / cholinergic synapse / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / regulation of smooth muscle contraction / mu-type opioid receptor binding / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / arrestin family protein binding / vesicle docking involved in exocytosis ...Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / cholinergic synapse / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / regulation of smooth muscle contraction / mu-type opioid receptor binding / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / arrestin family protein binding / vesicle docking involved in exocytosis / G protein-coupled dopamine receptor signaling pathway / regulation of heart contraction / parallel fiber to Purkinje cell synapse / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / postsynaptic modulation of chemical synaptic transmission / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase regulator activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / muscle contraction / locomotory behavior / negative regulation of insulin secretion / clathrin-coated endocytic vesicle membrane / GABA-ergic synapse / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / response to virus / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through CDC42 / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / GPER1 signaling / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / cellular response to prostaglandin E stimulus / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / Cargo recognition for clathrin-mediated endocytosis / nervous system development / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / presynapse / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / Clathrin-mediated endocytosis / retina development in camera-type eye / G protein activity / presynaptic membrane / cell body / GTPase binding / Ca2+ pathway / fibroblast proliferation / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / chemical synaptic transmission / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / G alpha (q) signalling events / Ras protein signal transduction / postsynaptic membrane / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / ciliary basal body / cilium / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / GTPase activity / synapse / dendrite / protein-containing complex binding / GTP binding / nucleolus / glutamatergic synapse / Golgi apparatus / signal transduction
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / YVTN repeat-like/Quinoprotein amine dehydrogenase / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 7 Propeller / Methylamine Dehydrogenase; Chain H / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit ...Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / YVTN repeat-like/Quinoprotein amine dehydrogenase / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 7 Propeller / Methylamine Dehydrogenase; Chain H / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / Immunoglobulins / Immunoglobulin-like / Sandwich / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase / Mainly Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-2CU / ACETYLCHOLINE / Muscarinic acetylcholine receptor M2 / Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3.16 Å
データ登録者Xu, J. / Wang, Q. / Du, Y. / Kobilka, B.K.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Structural and dynamic insights into supra-physiological activation and allosteric modulation of a muscarinic acetylcholine receptor.
著者: Jun Xu / Qinggong Wang / Harald Hübner / Yunfei Hu / Xiaogang Niu / Haoqing Wang / Shoji Maeda / Asuka Inoue / Yuyong Tao / Peter Gmeiner / Yang Du / Changwen Jin / Brian K Kobilka /
要旨: The M2 muscarinic receptor (M2R) is a prototypical G-protein-coupled receptor (GPCR) that serves as a model system for understanding GPCR regulation by both orthosteric and allosteric ligands. Here, ...The M2 muscarinic receptor (M2R) is a prototypical G-protein-coupled receptor (GPCR) that serves as a model system for understanding GPCR regulation by both orthosteric and allosteric ligands. Here, we investigate the mechanisms governing M2R signaling versatility using cryo-electron microscopy (cryo-EM) and NMR spectroscopy, focusing on the physiological agonist acetylcholine and a supra-physiological agonist iperoxo, as well as a positive allosteric modulator LY2119620. These studies reveal that acetylcholine stabilizes a more heterogeneous M2R-G-protein complex than iperoxo, where two conformers with distinctive G-protein orientations were determined. We find that LY2119620 increases the affinity for both agonists, but differentially modulates agonists efficacy in G-protein and β-arrestin pathways. Structural and spectroscopic analysis suggest that LY211620 stabilizes distinct intracellular conformational ensembles from agonist-bound M2R, which may enhance β-arrestin recruitment while impairing G-protein activation. These results highlight the role of conformational dynamics in the complex signaling behavior of GPCRs, and could facilitate design of better drugs.
履歴
登録2021年12月17日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年1月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年2月7日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / 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 1.22024年11月6日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _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: Muscarinic acetylcholine receptor M2,muscarinic acetylcholine receptor M2 chimera
B: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
D: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
E: Antibody fragment
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)153,3487
ポリマ－152,7645
非ポリマー5842
水181
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

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 BCD

#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha


分子量: 40104.551 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAO1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P09471
#3: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Transducin beta chain 1


分子量: 37728.152 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNB1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P62873
#4: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7861.143 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNG2 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P59768

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タンパク質 / 抗体 , 2種, 2分子 AE

#1: タンパク質 Muscarinic acetylcholine receptor M2,muscarinic acetylcholine receptor M2 chimera


分子量: 39729.910 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CHRM2 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P08172
#5: 抗体 Antibody fragment


分子量: 27340.482 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ)
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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非ポリマー , 3種, 3分子

#6: 化合物 ChemComp-ACH / ACETYLCHOLINE / アセチルコリン


分子量: 146.207 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C7H16NO2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: 神経伝達物質*YM
#7: 化合物 ChemComp-2CU / 3-amino-5-chloro-N-cyclopropyl-4-methyl-6-[2-(4-methylpiperazin-1-yl)-2-oxoethoxy]thieno[2,3-b]pyridine-2-carboxamide / LY2119620 positive allosteric modulator of M2/M4 receptor


分子量: 437.944 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C19H24ClN5O3S / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 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: 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: ACh-bound M2R-GoA-scFv16 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
31Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
31Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 60 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 3.16 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 92571 / 対称性のタイプ: POINT

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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)

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  • 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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