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- PDB-8dkm: Cryo-EM structure of cystine-bound cystinosin in a lumen-open state -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8dkm
タイトルCryo-EM structure of cystine-bound cystinosin in a lumen-open state
要素
  • Fab 3H5 Heavy Chain
  • Fab 3H5 Kappa chain
  • Isoform 2 of Cystinosin
キーワードMEMBRANE PROTEIN/Transport protein / Cystine / transporter / lysosome / MEMBRANE PROTEIN / MEMBRANE PROTEIN-Transport protein complex
機能・相同性
機能・相同性情報


proximal tubule morphogenesis / regulation of melanin biosynthetic process / solute:proton symporter activity / positive regulation of thyroid hormone generation / brush border assembly / L-cystine transmembrane transporter activity / renal water absorption / L-cystine transport / renal phosphate ion absorption / renal glucose absorption ...proximal tubule morphogenesis / regulation of melanin biosynthetic process / solute:proton symporter activity / positive regulation of thyroid hormone generation / brush border assembly / L-cystine transmembrane transporter activity / renal water absorption / L-cystine transport / renal phosphate ion absorption / renal glucose absorption / Transport of inorganic cations/anions and amino acids/oligopeptides / negative regulation of hydrogen peroxide biosynthetic process / Miscellaneous transport and binding events / regulation of TORC1 signaling / grooming behavior / melanin biosynthetic process / renal albumin absorption / melanosome membrane / amino acid metabolic process / adult walking behavior / positive regulation of mitochondrial membrane potential / lens development in camera-type eye / thyroid gland development / long-term memory / monoatomic ion transport / ATP metabolic process / positive regulation of TORC1 signaling / glutathione metabolic process / visual learning / brain development / transmembrane transport / cognition / melanosome / protein transport / late endosome / lysosome / lysosomal membrane / intracellular membrane-bounded organelle / negative regulation of apoptotic process / extracellular exosome / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Lysosomal cystine transporter / Repeated motif present between transmembrane helices in cystinosin, yeast ERS1p, mannose-P-dolichol utilization defect 1, and other hypothetical proteins. / PQ-loop repeat / PQ loop repeat
類似検索 - ドメイン・相同性
L-cystine / Cystinosin
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 3.39 Å
データ登録者Schmiege, P. / Li, X.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS) 米国
Welch Foundation 米国
引用ジャーナル: Cell / 年: 2022
タイトル: Structure and mechanism of human cystine exporter cystinosin.
著者: Xue Guo / Philip Schmiege / Tufa E Assafa / Rong Wang / Yan Xu / Linda Donnelly / Michael Fine / Xiaodan Ni / Jiansen Jiang / Glenn Millhauser / Liang Feng / Xiaochun Li /
要旨: Lysosomal amino acid efflux by proton-driven transporters is essential for lysosomal homeostasis, amino acid recycling, mTOR signaling, and maintaining lysosomal pH. To unravel the mechanisms of ...Lysosomal amino acid efflux by proton-driven transporters is essential for lysosomal homeostasis, amino acid recycling, mTOR signaling, and maintaining lysosomal pH. To unravel the mechanisms of these transporters, we focus on cystinosin, a prototypical lysosomal amino acid transporter that exports cystine to the cytosol, where its reduction to cysteine supplies this limiting amino acid for diverse fundamental processes and controlling nutrient adaptation. Cystinosin mutations cause cystinosis, a devastating lysosomal storage disease. Here, we present structures of human cystinosin in lumen-open, cytosol-open, and cystine-bound states, which uncover the cystine recognition mechanism and capture the key conformational states of the transport cycle. Our structures, along with functional studies and double electron-electron resonance spectroscopic investigations, reveal the molecular basis for the transporter's conformational transitions and protonation switch, show conformation-dependent Ragulator-Rag complex engagement, and demonstrate an unexpected activation mechanism. These findings provide molecular insights into lysosomal amino acid efflux and a potential therapeutic strategy.
履歴
登録2022年7月5日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年9月21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_abbrev / _citation.journal_id_CSD ..._citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22022年10月12日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last

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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: Fab 3H5 Heavy Chain
B: Fab 3H5 Kappa chain
P: Isoform 2 of Cystinosin
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)98,5574
ポリマ－98,3173
非ポリマー2401
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
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: 抗体 Fab 3H5 Heavy Chain


分子量: 26768.107 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: Homo sapiens (ヒト)
#2: 抗体 Fab 3H5 Kappa chain


分子量: 25468.404 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: Homo sapiens (ヒト)
#3: タンパク質 Isoform 2 of Cystinosin


分子量: 46080.355 Da / 分子数: 1 / Mutation: T260I / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CTNS / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O60931
#4: 化合物 ChemComp-IYY / L-cystine / (2R)-2-azanyl-3-[[(2R)-2-azanyl-3-oxidanyl-3-oxidanylidene-propyl]disulfanyl]propanoic acid / シスチン


分子量: 240.300 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C6H12N2O4S2 / 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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cystinosin-Fab 3H5 complex with cystine bound in a lumen-open conformationCOMPLEX#1-#30RECOMBINANT
2CystinosinCOMPLEX#31RECOMBINANT
3Fab 3H5COMPLEX#1-#21RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
32Homo sapiens (ヒト)9606
43Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
32Homo sapiens (ヒト)9606
43Homo sapiens (ヒト)9606
緩衝液pH: 7
試料包埋: 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: 61.5 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (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: 3.39 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 589358 / 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://pdbjlvh1.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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