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- PDB-7xk6: Cryo-EM structure of Na+-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase f... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7xk6
タイトルCryo-EM structure of Na+-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase from Vibrio cholerae, with aurachin D-42
要素(Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit ...) x 6
キーワードTRANSLOCASE / NADH-quinone oxidoreductase / redox-driven sodium pump / bioenergetics / Vibrio cholerae / electron transport / membrane protein complex / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


riboflavin binding / NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) / Gram-negative-bacterium-type cell wall / oxidoreductase activity, acting on NAD(P)H, quinone or similar compound as acceptor / sodium ion transport / FAD binding / respiratory electron transport chain / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / transmembrane transport / FMN binding ...riboflavin binding / NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) / Gram-negative-bacterium-type cell wall / oxidoreductase activity, acting on NAD(P)H, quinone or similar compound as acceptor / sodium ion transport / FAD binding / respiratory electron transport chain / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / transmembrane transport / FMN binding / electron transfer activity / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit D / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A, C-terminal domain / : / : / NqrA N-terminal barrel-sandwich hybrid domain / NQRA C-terminal domain / NqrA second alpha/beta domain ...Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit D / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A, C-terminal domain / : / : / NqrA N-terminal barrel-sandwich hybrid domain / NQRA C-terminal domain / NqrA second alpha/beta domain / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit C / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit F / NqrDE/RnfAE / Ion-translocating oxidoreductase NqrB/RnfD / : / Rnf-Nqr subunit, membrane protein / NQR2, RnfD, RnfE family / FMN-binding / FMN-binding domain / FMN_bind / Flavoprotein pyridine nucleotide cytochrome reductase-like, FAD-binding domain / Oxidoreductase FAD-binding domain / 2Fe-2S iron-sulfur cluster binding domain / Beta-grasp domain superfamily / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain / 2Fe-2S ferredoxin-like superfamily / Oxidoreductase FAD/NAD(P)-binding / Oxidoreductase NAD-binding domain / FAD-binding domain, ferredoxin reductase-type / Ferredoxin-NADP reductase (FNR), nucleotide-binding domain / Ferredoxin reductase-type FAD binding domain profile. / Riboflavin synthase-like beta-barrel
類似検索 - ドメイン・相同性
Aurachin D / FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / FLAVIN MONONUCLEOTIDE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / RIBOFLAVIN / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit F / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E ...Aurachin D / FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / FLAVIN MONONUCLEOTIDE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / RIBOFLAVIN / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit F / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit D / Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit C
類似検索 - 構成要素
生物種Vibrio cholerae O395 (コレラ菌)
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 Å
データ登録者Kishikawa, J. / Ishikawa, M. / Masuya, T. / Murai, M. / Barquera, B. / Miyoshi, H.
資金援助 日本, 米国, 5件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)20K06514 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)21H02130 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)22K14837 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)22H02273 日本
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R01-AI132580 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Cryo-EM structures of Na-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase from Vibrio cholerae.
著者: Jun-Ichi Kishikawa / Moe Ishikawa / Takahiro Masuya / Masatoshi Murai / Yuki Kitazumi / Nicole L Butler / Takayuki Kato / Blanca Barquera / Hideto Miyoshi /
要旨: The Na-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase (Na-NQR) couples electron transfer from NADH to ubiquinone with Na-pumping, generating an electrochemical Na gradient that is essential for energy- ...The Na-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase (Na-NQR) couples electron transfer from NADH to ubiquinone with Na-pumping, generating an electrochemical Na gradient that is essential for energy-consuming reactions in bacteria. Since Na-NQR is exclusively found in prokaryotes, it is a promising target for highly selective antibiotics. However, the molecular mechanism of inhibition is not well-understood for lack of the atomic structural information about an inhibitor-bound state. Here we present cryo-electron microscopy structures of Na-NQR from Vibrio cholerae with or without a bound inhibitor at 2.5- to 3.1-Å resolution. The structures reveal the arrangement of all six redox cofactors including a herein identified 2Fe-2S cluster located between the NqrD and NqrE subunits. A large part of the hydrophilic NqrF is barely visible in the density map, suggesting a high degree of flexibility. This flexibility may be responsible to reducing the long distance between the 2Fe-2S centers in NqrF and NqrD/E. Two different types of specific inhibitors bind to the N-terminal region of NqrB, which is disordered in the absence of inhibitors. The present study provides a foundation for understanding the function of Na-NQR and the binding manner of specific inhibitors.
履歴
登録2022年4月19日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02022年7月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年8月10日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name

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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: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A
B: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B
C: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit C
D: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit D
E: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E
F: Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit F
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)217,34018
ポリマ－212,0016
非ポリマー5,33912
水88349
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, native gel electrophoresis
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit ... , 6種, 6分子 ABCDEF

#1: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit A / Na(+)-NQR subunit A / Na(+)-translocating NQR subunit A / NQR complex subunit A / NQR-1 subunit A


分子量: 48680.734 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrA, VC0395_A1884, VC395_2411 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5X1, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)
#2: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit B / Na(+)-NQR subunit B / Na(+)-translocating NQR subunit B / NQR complex subunit B / NQR-1 subunit B


分子量: 45390.883 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrB, VC0395_A1883, VC395_2410 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5X0, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)
#3: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit C / Na(+)-NQR subunit C / Na(+)-translocating NQR subunit C / NQR complex subunit C / NQR-1 subunit C


分子量: 27652.270 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrC, VC0395_A1882, VC395_2409 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5Y7, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)
#4: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit D / Na(+)-NQR subunit D / Na(+)-translocating NQR subunit D / NQR complex subunit D / NQR-1 subunit D


分子量: 22853.217 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrD, VC0395_A1881, VC395_2408 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5Y6, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)
#5: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit E / Na(+)-NQR subunit E / Na(+)-translocating NQR subunit E / NQR complex subunit E / NQR-1 subunit E


分子量: 21481.678 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrE, VC0395_A1880, VC395_2407 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5Y5, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)
#6: タンパク質 Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit F / Na(+)-NQR subunit F / Na(+)-translocating NQR subunit F / NQR complex subunit F / NQR-1 subunit F


分子量: 45942.363 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Vibrio cholerae O395 (コレラ菌) / 遺伝子: nqrF, VC0395_A1879, VC395_2406 / 発現宿主: Vibrio cholerae (コレラ菌)
参照: UniProt: A5F5Y4, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting)

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糖 , 1種, 2分子

#11: 糖 ChemComp-LMT / DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE


タイプ: D-saccharide / 分子量: 510.615 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C24H46O11 / コメント: 可溶化剤*YM

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非ポリマー , 8種, 59分子

#7: 化合物 ChemComp-FMN / FLAVIN MONONUCLEOTIDE / RIBOFLAVIN MONOPHOSPHATE


分子量: 456.344 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C17H21N4O9P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 化合物 ChemComp-RBF / RIBOFLAVIN / RIBOFLAVINE / VITAMIN B2


分子量: 376.364 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C17H20N4O6 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物 ChemComp-0NI / Aurachin D / 2-methyl-3-[(2E,6E)-3,7,11-trimethyldodeca-2,6,10-trienyl]-1H-quinolin-4-one


分子量: 363.536 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C25H33NO / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#10: 化合物 ChemComp-PEE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE


分子量: 744.034 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H78NO8P / コメント: DOPE, リン脂質*YM
#12: 化合物 ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#13: 化合物 ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#14: 化合物 ChemComp-FAD / FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE


分子量: 785.550 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H33N9O15P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: FAD*YM
#15: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 49 / 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: 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: Na+-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase from Vibrio cholerae, with aurachin D-42
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#6 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.22 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Vibrio cholerae O395 (コレラ菌)
由来(組換発現)生物種: Vibrio cholerae (コレラ菌) / プラスミド: pBAD
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
150 mMTris-HCl1
2100 mMNaCl1
31 mMEDTA1
40.05 %DDM1
試料濃度: 11 mg/ml / 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 / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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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 / 倍率（公称値）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 0.092 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 6.5 sec. / 電子線照射量: 65 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 11430
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2SerialEM3.8画像取得
4cryoSPARC3.3.1CTF補正
7Cootモデルフィッティング
9PHENIXモデル精密化
10cryoSPARC3.3.1初期オイラー角割当
11cryoSPARC3.3.1最終オイラー角割当
12cryoSPARC3.3.1分類
13cryoSPARC3.3.1３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 299013
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 54284 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 4P6V

4p6v
PDB 未公開エントリ

拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00415420
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.52920896
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.2769805
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0422351
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0052607

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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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