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- PDB-7wys: Crystal structures of Na+,K+-ATPase in complex with istaroxime -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7wys
タイトルCrystal structures of Na+,K+-ATPase in complex with istaroxime
要素
  • (Sodium/potassium-transporting ATPase subunit ...) x 2
  • FXYD domain-containing ion transport regulator
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Na+ / K+-ATPase / ion transport / Cardiotonic steroids
機能・相同性
機能・相同性情報


Basigin interactions / Ion homeostasis / Na+/K+-exchanging ATPase / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / regulation of monoatomic ion transport / Ion transport by P-type ATPases / transporter activator activity / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium ion binding ...Basigin interactions / Ion homeostasis / Na+/K+-exchanging ATPase / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / regulation of monoatomic ion transport / Ion transport by P-type ATPases / transporter activator activity / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium ion binding / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization / establishment or maintenance of transmembrane electrochemical gradient / sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / regulation of calcium ion transmembrane transport / intracellular sodium ion homeostasis / ion channel regulator activity / intracellular potassium ion homeostasis / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / relaxation of cardiac muscle / positive regulation of sodium ion transmembrane transport / organelle membrane / potassium ion import across plasma membrane / potassium ion binding / ATPase activator activity / sperm flagellum / intercalated disc / lateral plasma membrane / ATP metabolic process / regulation of sodium ion transport / cardiac muscle contraction / T-tubule / proton transmembrane transport / protein localization to plasma membrane / sarcolemma / transmembrane transport / intracellular calcium ion homeostasis / melanosome / ATPase binding / regulation of gene expression / protein-macromolecule adaptor activity / basolateral plasma membrane / cell adhesion / protein stabilization / apical plasma membrane / axon / innate immune response / protein kinase binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
: / Ion-transport regulator, FXYD motif / : / ATP1G1/PLM/MAT8 family / FXYD family signature. / 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. ...: / Ion-transport regulator, FXYD motif / : / ATP1G1/PLM/MAT8 family / FXYD family signature. / 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 / Cation transport ATPase (P-type) / E1-E2 ATPase / 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 / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-7Q2 / CHOLESTEROL / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-1 / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1 / FXYD domain-containing ion transport regulator
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: 3.71 Å
データ登録者Ogawa, H. / Cornelius, F. / Kanai, R. / Motoyama, K. / Vilsen, B. / Toyoshima, C.
資金援助 日本, 3件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)16K18500 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)16H02499 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)19H00975 日本
引用
ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2022
タイトル: Cryoelectron microscopy of Na,K-ATPase in the two E2P states with and without cardiotonic steroids.
著者: Ryuta Kanai / Flemming Cornelius / Bente Vilsen / Chikashi Toyoshima /
要旨: Cryoelectron microscopy (cryo-EM) was applied to Na+,K+-ATPase (NKA) to determine the structures of two E2P states, one (E2PATP) formed by ATP and Mg2+ in the forward reaction, and the other (E2PPi) ...Cryoelectron microscopy (cryo-EM) was applied to Na+,K+-ATPase (NKA) to determine the structures of two E2P states, one (E2PATP) formed by ATP and Mg2+ in the forward reaction, and the other (E2PPi) formed by inorganic phosphate (Pi) and Mg2+ in the backward reaction, with and without ouabain or istaroxime, representatives of classical and new-generation cardiotonic steroids (CTSs). These two E2P states exhibit different biochemical properties. In particular, K+-sensitive acceleration of the dephosphorylation reaction is not observed with E2PPi, attributed to the presence of a Mg2+ ion in the transmembrane cation binding sites. The cryo-EM structures of NKA demonstrate that the two E2P structures are nearly identical but Mg2+ in the transmembrane binding cavity is identified only in E2PPi, corroborating the idea that it should be denoted as E2PPi·Mg2+. We can now explain why the absence of transmembrane Mg2+ in E2PATP confers the K+ sensitivity in dephosphorylation. In addition, we show that ATP bridges the actuator (A) and nucleotide binding (N) domains, stabilizing the E2PATP state; CTS binding causes hardly any changes in the structure of NKA, both in E2PATP and E2PPi·Mg2+, indicating that the binding mechanism is conformational selection; and istaroxime binds to NKA, extending its aminoalkyloxime group deep into the cation binding site. This orientation is upside down compared to that of classical CTSs with respect to the steroid ring. Notably, mobile parts of NKA are resolved substantially better in the electron microscopy (EM) maps than in previous X-ray structures, including sugars sticking out from the β-subunit and many phospholipid molecules.
#1: ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2021
タイトル: Binding of cardiotonic steroids to Na
著者: Kanai, R. / Cornelius, F. / Ogawa, H. / Motoyama, K. / Vilsen, B. / Toyoshima, C.
#2: ジャーナル: To Be Published
タイトル: Cryo-electron microscopy of Na+, K+-ATPase in the two E2P states with and without cardiotonic steroids
著者: Kanai, R. / Cornelius, F. / Vilsen, B. / Toyoshima, C.
履歴
登録2022年2月16日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
置き換え2022年5月4日ID: 7EVX
改定 1.02022年5月4日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年11月29日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / pdbx_initial_refinement_model

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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-1
B: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
G: FXYD domain-containing ion transport regulator
C: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-1
D: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
E: FXYD domain-containing ion transport regulator
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)322,60036
ポリマ－309,4056
非ポリマー13,19530
水18010
1
A: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-1
B: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
G: FXYD domain-containing ion transport regulator
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)161,30018
ポリマ－154,7023
非ポリマー6,59815
水181
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
2
C: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-1
D: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
E: FXYD domain-containing ion transport regulator
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)161,30018
ポリマ－154,7023
非ポリマー6,59815
水181
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
単位格子
Length a, b, c (Å)115.109, 117.470, 491.339
Angle α, β, γ (deg.)90.000, 90.000, 90.000
Int Tables number19
Space group name H-MP212121
Space group name HallP2ac2ab
Symmetry operation#1: x,y,z
#2: x+1/2,-y+1/2,-z
#3: -x,y+1/2,-z+1/2
#4: -x+1/2,-y,z+1/2
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
d_1ens_1chain "A"
d_2ens_1chain "C"
d_1ens_2(chain "B" and (resid 13 through 161 or resid 168 through 303 or resid 1001 through 1021))
d_2ens_2chain "D"
d_1ens_3chain "E"
d_2ens_3chain "G"

NCSドメイン領域:
Dom-IDComponent-IDEns-IDBeg label comp-IDEnd label comp-IDLabel asym-IDLabel seq-ID
d_11ens_1LYSTYRA1 - 996
d_12ens_1MGMGB
d_13ens_1NANAC
d_21ens_1LYSTYRC1 - 996
d_22ens_1MGMGN
d_23ens_1NANAO
d_11ens_2LYSGLYB1 - 149
d_12ens_2GLYSERB156 - 291
d_13ens_2NAGNAGG
d_14ens_2NAGNAGH
d_15ens_2NAGNAGI
d_16ens_2NAGNAGJ
d_17ens_2NAGNAGK
d_21ens_2LYSSERD1 - 285
d_22ens_2NAGNAGS
d_23ens_2NAGNAGT
d_24ens_2NAGNAGU
d_25ens_2NAGNAGV
d_26ens_2NAGNAGW
d_11ens_3ASPLYSE1 - 32
d_21ens_3ASPLYSG1 - 32

NCSアンサンブル:
ID
ens_1
ens_2
ens_3

NCS oper:
IDCodeMatrixベクター
1given(0.603151876772, -0.792903670573, 0.0866693875527), (-0.792707836095, -0.607931742404, -0.0450919413092), (0.0884426375653, -0.0415062136347, -0.995216124312)8.50996927218, 28.8904096313, 120.259071248
2given(0.541264634897, -0.838405928045, 0.0640944211953), (-0.836858381554, -0.544547035855, -0.0560051333748), (0.0818574628991, -0.0233243555196, -0.996371080576)9.46650303771, 29.9193829389, 120.464143223
3given(0.567651735543, -0.819824410513, 0.0752292699817), (-0.819486355409, -0.571429036045, -0.0437146435857), (0.0788265211364, -0.0368346669773, -0.996207602297)9.56446028711, 29.138766938, 120.203564729

-
要素

-
Sodium/potassium-transporting ATPase subunit ... , 2種, 4分子 ACBD

#1: タンパク質 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha-1 / Na(+)/K(+) ATPase alpha-1 subunit / Sodium pump subunit alpha-1


分子量: 112403.945 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: P05024, Na+/K+-exchanging ATPase
#2: タンパク質 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1 / Sodium/potassium-dependent ATPase subunit beta-1


分子量: 35204.402 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: P05027

-
タンパク質 , 1種, 2分子 GE

#3: タンパク質 FXYD domain-containing ion transport regulator / Na+/K+ ATPase gamma subunit transcript variant a


分子量: 7094.115 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: Q58K79

-
糖 , 2種, 6分子

#4: 多糖
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-Glycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}}LINUCSPDB-CARE
#10: 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: 2 / 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 , 6種, 34分子

#5: 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: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#6: 化合物 ChemComp-NA / SODIUM ION / ナトリウムカチオン


分子量: 22.990 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Na
#7: 化合物
ChemComp-PCW / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / (Z,Z)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-10-OXO-7-[(1-OXO-9-OCTADECENYL)OXY]-3,5,9-TRIOXA-4-PHOSPHAHEPTACOS-18-EN-1-AMINIUM-4-OXIDE / DOPC


分子量: 787.121 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 合成 / 式: C44H85NO8P / コメント: DOPC, リン脂質*YM
#8: 化合物 ChemComp-7Q2 / (3E,5S,8R,9S,10R,13S,14S)-3-(2-azanylethoxyimino)-10,13-dimethyl-1,2,4,5,7,8,9,11,12,14,15,16-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthrene-6,17-dione / Istaroxime / イスタロキシム


分子量: 360.490 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H32N2O3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物
ChemComp-CLR / CHOLESTEROL / コレステロ-ル


分子量: 386.654 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O
#11: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 10 / 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

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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: 5.37 Å3/Da / 溶媒含有率: 77.09 %
結晶化温度: 288 K / 手法: 蒸気拡散法, ハンギングドロップ法 / pH: 6.1
詳細: 175mM MgCl2, 18% (w/v) PEG 2000 MME, 10% (w/v) glycerol, 5mM GSH, 0.1mM DTT, 1mg/ml butylhydroxytoluen, 100mM MES

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データ収集

回折平均測定温度: 100 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 PILATUS 6M / 検出器: PIXEL / 日付: 2015年12月19日
放射モノクロメーター: M / 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: 3.7→50 Å / Num. obs: 25988 / % possible obs: 35.9 % / 冗長度: 11.2 % / Biso Wilson estimate: 121.97 Å2 / Rmerge(I) obs: 0.097 / Net I/σ(I): 11.2
反射 シェル解像度: 3.7→3.82 Å / Rmerge(I) obs: 0.358 / Num. unique obs: 60

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
HKL-3000データ削減
SCALEPACKデータスケーリング
MOLREP位相決定
PHENIX1.19.2_4158精密化
精密化構造決定の手法: 分子置換
開始モデル: 6KPU

6kpu
PDB 未公開エントリ


解像度: 3.71→15.98 Å / SU ML: 0.4122 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.75 / 位相誤差: 27.916
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2379 1275 5.1 %
Rwork0.1925 23714 -
obs0.1947 24989 35.43 %
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: 154.92 Å2
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 3.71→15.98 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数20690 0 586 10 21286
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.006121720
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d0.947629490
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.05413370
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.00776354
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d16.56318228
Refine LS restraints NCS
Ens-IDDom-IDAuth asym-IDRefine-IDタイプRms dev position (Å)
ens_1d_2AX-RAY DIFFRACTIONTorsion NCS0.808172573895
ens_2d_2BX-RAY DIFFRACTIONTorsion NCS0.546443541601
ens_3d_2EX-RAY DIFFRACTIONTorsion NCS0.329667528161
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
3.71-3.860.348250.2649101X-RAY DIFFRACTION1.38
3.86-4.030.3034180.2988328X-RAY DIFFRACTION4.5
4.03-4.240.3652450.2673589X-RAY DIFFRACTION8.19
4.24-4.50.2576440.2393953X-RAY DIFFRACTION12.91
4.5-4.840.23321050.22321491X-RAY DIFFRACTION20.44
4.84-5.310.27421200.22272306X-RAY DIFFRACTION31.08
5.31-6.040.29911710.25273304X-RAY DIFFRACTION44.19
6.04-7.480.27533820.2356900X-RAY DIFFRACTION91.79
7.48-15.980.19743850.15397742X-RAY DIFFRACTION99.9

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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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