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Yorodumi- PDB-8acw: X-ray structure of Na+-NQR from Vibrio cholerae at 3.4 A resolution -
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Basic information
| Entry | Database: PDB / ID: 8acw | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Title | X-ray structure of Na+-NQR from Vibrio cholerae at 3.4 A resolution | ||||||
Components | (Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit ...) x 6 | ||||||
Keywords | MEMBRANE PROTEIN / respiratory complex / NADH ubiquinone oxido reducatase / Na+ pump | ||||||
| Function / homology | Function and homology informationNADH: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 / transmembrane transport / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / FMN binding / electron transfer activity ...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 / transmembrane transport / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / FMN binding / electron transfer activity / metal ion binding / plasma membrane Similarity search - Function | ||||||
| Biological species | ![]() | ||||||
| Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 3.4 Å | ||||||
Authors | Fritz, G. | ||||||
| Funding support | Germany, 1items
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Citation | Journal: Nat Struct Mol Biol / Year: 2023Title: Conformational coupling of redox-driven Na-translocation in Vibrio cholerae NADH:quinone oxidoreductase. Authors: Jann-Louis Hau / Susann Kaltwasser / Valentin Muras / Marco S Casutt / Georg Vohl / Björn Claußen / Wojtek Steffen / Alexander Leitner / Eckhard Bill / George E Cutsail / Serena DeBeer / ...Authors: Jann-Louis Hau / Susann Kaltwasser / Valentin Muras / Marco S Casutt / Georg Vohl / Björn Claußen / Wojtek Steffen / Alexander Leitner / Eckhard Bill / George E Cutsail / Serena DeBeer / Janet Vonck / Julia Steuber / Günter Fritz / ![]() Abstract: In the respiratory chain, NADH oxidation is coupled to ion translocation across the membrane to build up an electrochemical gradient. In the human pathogen Vibrio cholerae, the sodium-pumping NADH: ...In the respiratory chain, NADH oxidation is coupled to ion translocation across the membrane to build up an electrochemical gradient. In the human pathogen Vibrio cholerae, the sodium-pumping NADH:quinone oxidoreductase (Na-NQR) generates a sodium gradient by a so far unknown mechanism. Here we show that ion pumping in Na-NQR is driven by large conformational changes coupling electron transfer to ion translocation. We have determined a series of cryo-EM and X-ray structures of the Na-NQR that represent snapshots of the catalytic cycle. The six subunits NqrA, B, C, D, E, and F of Na-NQR harbor a unique set of cofactors that shuttle the electrons from NADH twice across the membrane to quinone. The redox state of a unique intramembranous [2Fe-2S] cluster orchestrates the movements of subunit NqrC, which acts as an electron transfer switch. We propose that this switching movement controls the release of Na from a binding site localized in subunit NqrB. | ||||||
| History |
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Structure visualization
| Structure viewer | Molecule: Molmil Jmol/JSmol |
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| PDBx/mmCIF format | 8acw.cif.gz | 1.1 MB | Display | PDBx/mmCIF format |
|---|---|---|---|---|
| PDB format | pdb8acw.ent.gz | 909.3 KB | Display | PDB format |
| PDBx/mmJSON format | 8acw.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
| Others | Other downloads |
-Validation report
| Summary document | 8acw_validation.pdf.gz | 1.9 MB | Display | wwPDB validaton report |
|---|---|---|---|---|
| Full document | 8acw_full_validation.pdf.gz | 2 MB | Display | |
| Data in XML | 8acw_validation.xml.gz | 69 KB | Display | |
| Data in CIF | 8acw_validation.cif.gz | 90.6 KB | Display | |
| Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ac/8acw ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ac/8acw | HTTPS FTP |
-Related structure data
| Related structure data | ![]() 8a1tC ![]() 8a1uC ![]() 8a1vC ![]() 8a1wC ![]() 8a1xC ![]() 8a1yC ![]() 8acyC ![]() 8ad3C ![]() 8ad4C ![]() 8ad5C ![]() 4p6v C: citing same article ( S: Starting model for refinement |
|---|---|
| Similar structure data | Similarity search - Function & homology F&H Search |
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Links
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Assembly
| Deposited unit | ![]()
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| 1 |
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| Unit cell |
|
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Components
-Na(+)-translocating NADH-quinone reductase subunit ... , 6 types, 6 molecules ABCDEF
| #1: Protein | Mass: 51125.391 Da / Num. of mol.: 1 / Mutation: N-terminal His tag Source method: isolated from a genetically manipulated source Details: N-terminal His tag: MGSSHHHHHHSSGLEVLFQGP / Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrA, ERS013165_00619, ERS013186_02081, ERS013199_02394, ERS013202_01882, ERS013206_02986, ERS013207_01957 Production host: ![]() References: UniProt: A0A655PZA5, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
|---|---|
| #2: Protein | Mass: 45390.883 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrB, D6U24_04465, ERS013186_02082, ERS013198_02508, ERS013199_02395, ERS013200_04117, ERS013202_01883, ERS013206_02987, ERS013207_01958, EYB64_17950, F0H40_10090, FLM02_04820, FLM12_12920, FXE67_12105, HPY07_02915 Production host: ![]() References: UniProt: A0A085SSI3, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
| #3: Protein | Mass: 27652.270 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrC, BC353_01370, D6U24_04470, ERS013165_00616, ERS013186_02083, ERS013198_02507, ERS013199_02396, ERS013200_04118, ERS013201_01110, ERS013202_01884, ERS013206_02988, ERS013207_01959, F0H40_ ...Gene: nqrC, BC353_01370, D6U24_04470, ERS013165_00616, ERS013186_02083, ERS013198_02507, ERS013199_02396, ERS013200_04118, ERS013201_01110, ERS013202_01884, ERS013206_02988, ERS013207_01959, F0H40_10095, FLM02_04815, FLM12_12915 Production host: ![]() References: UniProt: A0A085R7S2, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
| #4: Protein | Mass: 22853.217 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrD, BC353_01365, D6U24_04475, ERS013165_00615, ERS013186_02084, ERS013198_02506, ERS013199_02397, ERS013200_04119, ERS013201_01111, ERS013202_01885, ERS013206_02989, ERS013207_01960, EYB64_ ...Gene: nqrD, BC353_01365, D6U24_04475, ERS013165_00615, ERS013186_02084, ERS013198_02506, ERS013199_02397, ERS013200_04119, ERS013201_01111, ERS013202_01885, ERS013206_02989, ERS013207_01960, EYB64_17940, F0315_08345, F0H40_10100, F0M16_14020, FLM02_04810, FLM12_12910, HPY07_02925 Production host: ![]() References: UniProt: A0A085RHY8, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
| #5: Protein | Mass: 21481.678 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrE, BC353_01360, D6U24_04480, ERS013165_00614, ERS013186_02085, ERS013198_02505, ERS013199_02398, ERS013200_04120, ERS013201_01112, ERS013202_01886, ERS013206_02990, ERS013207_01961, EYB64_ ...Gene: nqrE, BC353_01360, D6U24_04480, ERS013165_00614, ERS013186_02085, ERS013198_02505, ERS013199_02398, ERS013200_04120, ERS013201_01112, ERS013202_01886, ERS013206_02990, ERS013207_01961, EYB64_17935, F0315_08350, F0H40_10105, F0M16_14025, FLM02_04805, FLM12_12905, HPY07_02930 Production host: ![]() References: UniProt: A0A085QWM0, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
| #6: Protein | Mass: 45113.492 Da / Num. of mol.: 1 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() Gene: nqrF, D6U24_04485, ERS013198_02504, ERS013199_02399, ERS013201_01113, ERS013202_01887, ERS013206_02991, EYB64_17930, FLM12_12900 Production host: ![]() References: UniProt: A0A085ST13, NADH:ubiquinone reductase (Na+-transporting) |
-Sugars , 1 types, 3 molecules 
| #9: Sugar |
|---|
-Non-polymers , 6 types, 8 molecules 










| #7: Chemical | | #8: Chemical | ChemComp-RBF / | #10: Chemical | ChemComp-K / | #11: Chemical | ChemComp-LYS / | #12: Chemical | #13: Chemical | ChemComp-FAD / | |
|---|
-Details
| Has ligand of interest | Y |
|---|---|
| Has protein modification | Y |
-Experimental details
-Experiment
| Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
|---|
-
Sample preparation
| Crystal | Density Matthews: 3.05 Å3/Da / Density % sol: 59.64 % |
|---|---|
| Crystal grow | Temperature: 277 K / Method: vapor diffusion, sitting drop / pH: 8.5 Details: 40 mM KSCN, 21.0% PEG 2000MME, 100 mM Tris-acetic acid, 8% 1-propanol |
-Data collection
| Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: PETRA III, EMBL c/o DESY / Beamline: P14 (MX2) / Wavelength: 0.91 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Detector | Type: DECTRIS PILATUS 6M-F / Detector: PIXEL / Date: Oct 9, 2015 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radiation wavelength | Wavelength: 0.91 Å / Relative weight: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Reflection | Resolution: 3.4→48.6 Å / Num. obs: 35115 / % possible obs: 99.3 % / Redundancy: 62.725 % / Biso Wilson estimate: 157.33 Å2 / CC1/2: 1 / Rmerge(I) obs: 0.266 / Rrim(I) all: 0.269 / Χ2: 0.723 / Net I/σ(I): 13.61 / Num. measured all: 2202591 / Scaling rejects: 1302 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Reflection shell | Diffraction-ID: 1
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Processing
| Software |
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| Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENTStarting model: 4P6V ![]() 4p6v Resolution: 3.4→48.6 Å / SU ML: 0.68 / Cross valid method: THROUGHOUT / σ(F): 1.33 / Phase error: 37.61 / Stereochemistry target values: ML
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| Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.1 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Displacement parameters | Biso max: 601.93 Å2 / Biso mean: 217.1455 Å2 / Biso min: 74.44 Å2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refinement step | Cycle: final / Resolution: 3.4→48.6 Å
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| LS refinement shell | Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION / Rfactor Rfree error: 0 / Total num. of bins used: 13
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| Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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| Refinement TLS group |
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X-RAY DIFFRACTION
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