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万見
- PDB-7zdz: Cryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 cha... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7zdz
タイトルCryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 channel (Kir2.1)
要素Inward rectifier potassium channel 2
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Potassium channel / Inward-rectifier channel / inward rectification
機能・相同性
機能・相同性情報


Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / Phase 4 - resting membrane potential / magnesium ion transport / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of resting membrane potential ...Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / Phase 4 - resting membrane potential / magnesium ion transport / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of resting membrane potential / regulation of membrane repolarization / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / intracellular potassium ion homeostasis / inward rectifier potassium channel activity / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / regulation of cardiac muscle cell contraction / regulation of monoatomic ion transmembrane transport / relaxation of cardiac muscle / regulation of heart rate by cardiac conduction / potassium ion import across plasma membrane / intercalated disc / smooth endoplasmic reticulum / rough endoplasmic reticulum / voltage-gated potassium channel complex / potassium ion transmembrane transport / T-tubule / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / potassium ion transport / cellular response to mechanical stimulus / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / postsynaptic membrane / protein homotetramerization / dendritic spine / neuronal cell body / glutamatergic synapse / Golgi apparatus / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, inwardly rectifying, Kir2.1 / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, N-terminal / Inward rectifier potassium channel N-terminal / Potassium channel, inwardly rectifying, transmembrane domain / Inward rectifier potassium channel transmembrane domain / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, cytoplasmic / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir / Inward rectifier potassium channel, C-terminal / Inward rectifier potassium channel C-terminal domain / Immunoglobulin E-set
類似検索 - ドメイン・相同性
: / STRONTIUM ION / Inward rectifier potassium channel 2
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: 4.3 Å
データ登録者Fernandes, C.A.H. / Venien-Bryan, C. / Fagnen, C. / Zuniga, D.
資金援助 フランス, 3件
組織認可番号国
Agence Nationale de la Recherche (ANR)ANR-11-EQPX-0008 フランス
The French Muscular Dystrophy Telethon (AFM-Telethon)23207 フランス
The French Muscular Dystrophy Telethon (AFM-Telethon)23210 フランス
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2022
タイトル: Cryo-electron microscopy unveils unique structural features of the human Kir2.1 channel.
著者: Carlos A H Fernandes / Dania Zuniga / Charline Fagnen / Valérie Kugler / Rosa Scala / Gérard Péhau-Arnaudet / Renaud Wagner / David Perahia / Saïd Bendahhou / Catherine Vénien-Bryan /
要旨: We present the first structure of the human Kir2.1 channel containing both transmembrane domain (TMD) and cytoplasmic domain (CTD). Kir2.1 channels are strongly inward-rectifying potassium channels ...We present the first structure of the human Kir2.1 channel containing both transmembrane domain (TMD) and cytoplasmic domain (CTD). Kir2.1 channels are strongly inward-rectifying potassium channels that play a key role in maintaining resting membrane potential. Their gating is modulated by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP). Genetically inherited defects in Kir2.1 channels are responsible for several rare human diseases, including Andersen's syndrome. The structural analysis (cryo-electron microscopy), surface plasmon resonance, and electrophysiological experiments revealed a well-connected network of interactions between the PIP-binding site and the G-loop through residues R312 and H221. In addition, molecular dynamics simulations and normal mode analysis showed the intrinsic tendency of the CTD to tether to the TMD and a movement of the secondary anionic binding site to the membrane even without PIP. Our results revealed structural features unique to human Kir2.1 and provided insights into the connection between G-loop and gating and the pathological mechanisms associated with this channel.
履歴
登録2022年3月30日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02022年9月28日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年10月5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_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title

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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: Inward rectifier potassium channel 2
B: Inward rectifier potassium channel 2
C: Inward rectifier potassium channel 2
D: Inward rectifier potassium channel 2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)193,5917
ポリマ－193,3774
非ポリマー2143
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, light scattering
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area24770 Å2
ΔGint-213 kcal/mol
Surface area67950 Å2

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要素

#1: タンパク質
Inward rectifier potassium channel 2 / Cardiac inward rectifier potassium channel / Inward rectifier K(+) channel Kir2.1 / IRK-1 / hIRK1 / ...Cardiac inward rectifier potassium channel / Inward rectifier K(+) channel Kir2.1 / IRK-1 / hIRK1 / Potassium channel / inwardly rectifying subfamily J member 2


分子量: 48344.141 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNJ2, IRK1 / 発現宿主: Komagataella pastoris (菌類) / 参照: UniProt: P63252
#2: 化合物 ChemComp-K / POTASSIUM ION / カリウムカチオン


分子量: 39.098 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 化合物 ChemComp-SR / STRONTIUM ION / ストロンチウムジカチオン


分子量: 87.620 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Sr / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
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: Human inward-rectifier potassium channel 2.1 (Kir2.1)
タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 50 kDa/nm / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Komagataella pastoris (菌類)
緩衝液pH: 7.4
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMPotassium chlorideKCl1
220 mMTrizma hydrochlorideTris-HCl1
30.03 %Dodecyl-B-D-maltosideDDM1
41 mMEthylenediamine tetraacetic acidEDTA1
52 mMDichlorodiphenyltrichloroethaneDDT1
試料濃度: 0.6 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK III / 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）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1200 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: BASIC
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: 4 sec. / 電子線照射量: 61.7 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 9895
画像スキャンサンプリングサイズ: 10 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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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
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1crYOLO1.6粒子像選択
2EPU画像取得
4CTFFIND4CTF補正
7PHENIX1.2モデルフィッティング
9PHENIX1.2モデル精密化
10Coot0.9.7モデル精密化
11RELION3.0.7初期オイラー角割当
12RELION3.0.7最終オイラー角割当
13RELION3.0.7分類
14RELION3.0.7３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: 1031472
対称性点対称性: C4 (4回回転対称)
3次元再構成解像度: 4.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 63584 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 404.73 / プロトコル: OTHER / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
詳細: For structural fitting, it was used dock-in-map (available at PHENIX) that uses both SSM and convolution-based shape searches to find a part of a map that is similar to a model. An initial in ...詳細: For structural fitting, it was used dock-in-map (available at PHENIX) that uses both SSM and convolution-based shape searches to find a part of a map that is similar to a model. An initial in silico homology model of human Kir2.1 was generated using I-TASSER using the crystal structure of chicken Kir2.2 channel (PDB ID 3JYC) as a template. For building and refinement of the atomic model, the transmembrane domain (TMD, 55-184 region) of this in silico model was placed into the final sharpened cryo-EM map using the Dock in Map tool available in PHENIX. For the cytoplasmic domain (CTD; 188-367 region), the crystal structure of the CTD from mice Kir2.1 channel (PDB ID 1U4F) was placed into the final cryo-EM map using the same approach. Once the models were placed in the electron density, the loops that connect the two domains (185-187 region) and a N-terminal loop (41-54 region) absent in the in silico model were manually built using Coot.
原子モデル構築PDB-ID: 1U4F

1u4f


Pdb chain residue range: 188-367
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00310595
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.82814342
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.7661393
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0471616
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031807

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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://pdbjlc1.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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