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- PDB-8e9w: CryoEM structure of miniGq-coupled hM3Dq in complex with DCZ -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8e9w
タイトルCryoEM structure of miniGq-coupled hM3Dq in complex with DCZ
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 2
  • Muscarinic acetylcholine receptor M3
  • miniGq
  • scFv16
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / Deschloroclozapine / DCZ / active state / hM3Dq / hM3R / DREADD
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of monoatomic ion transmembrane transporter activity / regulation of vascular associated smooth muscle contraction / saliva secretion / Muscarinic acetylcholine receptors / Acetylcholine regulates insulin secretion / ion channel modulating, G protein-coupled receptor signaling pathway / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / positive regulation of smooth muscle contraction ...regulation of monoatomic ion transmembrane transporter activity / regulation of vascular associated smooth muscle contraction / saliva secretion / Muscarinic acetylcholine receptors / Acetylcholine regulates insulin secretion / ion channel modulating, G protein-coupled receptor signaling pathway / phospholipase C-activating G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / positive regulation of smooth muscle contraction / phosphatidylinositol phospholipase C activity / G protein-coupled serotonin receptor activity / acetylcholine binding / acetylcholine receptor signaling pathway / ligand-gated ion channel signaling pathway / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / smooth muscle contraction / basal plasma membrane / calcium-mediated signaling / Olfactory Signaling Pathway / protein modification process / Activation of the phototransduction cascade / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / positive regulation of insulin secretion / G-protein activation / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Glucagon-type ligand receptors / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / sensory perception of taste / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / cellular response to prostaglandin E stimulus / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / G-protein beta-subunit binding / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / GTPase binding / retina development in camera-type eye / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / Ca2+ pathway / nervous system development / signaling receptor activity / G alpha (i) signalling events / fibroblast proliferation / G alpha (s) signalling events / G alpha (q) signalling events / chemical synaptic transmission / basolateral plasma membrane / postsynaptic membrane / cell population proliferation / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / GTPase activity / synapse / dendrite / protein-containing complex binding / endoplasmic reticulum membrane / signal transduction / extracellular exosome / membrane / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M3 / Muscarinic acetylcholine receptor family / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / GGL domain / G-protein gamma-like domain superfamily / G-protein gamma-like domain / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs ...Muscarinic acetylcholine receptor M3 / Muscarinic acetylcholine receptor family / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / GGL domain / G-protein gamma-like domain superfamily / G-protein gamma-like domain / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD domain, G-beta repeat / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-WEC / Muscarinic acetylcholine receptor M3 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 2.69 Å
データ登録者Zhang, S. / Fay, J.F. / Roth, B.L.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease (NIH/NIDDK)U24DK1169195 米国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)Psychoactive Drug Screening (PDSP) 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Molecular basis for selective activation of DREADD-based chemogenetics.
著者: Shicheng Zhang / Ryan H Gumpper / Xi-Ping Huang / Yongfeng Liu / Brian E Krumm / Can Cao / Jonathan F Fay / Bryan L Roth /
要旨: Designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) represent a powerful chemogenetic technology for the remote control of neuronal activity and cellular signalling. The muscarinic ...Designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) represent a powerful chemogenetic technology for the remote control of neuronal activity and cellular signalling. The muscarinic receptor-based DREADDs are the most widely used chemogenetic tools in neuroscience research. The G-coupled DREADD (hM3Dq) is used to enhance neuronal activity, whereas the G-coupled DREADD (hM4Di) is utilized to inhibit neuronal activity. Here we report four DREADD-related cryogenic electron microscopy high-resolution structures: a hM3Dq-miniG complex and a hM4Di-miniG complex bound to deschloroclozapine; a hM3Dq-miniG complex bound to clozapine-N-oxide; and a hM3R-miniG complex bound to iperoxo. Complemented with mutagenesis, functional and computational simulation data, our structures reveal key details of the recognition of DREADD chemogenetic actuators and the molecular basis for activation. These findings should accelerate the structure-guided discovery of next-generation chemogenetic tools.
履歴
登録2022年8月27日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年11月30日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年12月14日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22022年12月21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: Muscarinic acetylcholine receptor M3
B: miniGq
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
D: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
E: scFv16
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)141,7946
ポリマ－141,5015
非ポリマー2921
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 2種, 2分子 AB

#1: タンパク質 Muscarinic acetylcholine receptor M3


分子量: 41590.023 Da / 分子数: 1 / 変異: Y149C, A239G / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CHRM3
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P20309
#2: タンパク質 miniGq


分子量: 28084.832 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 2種, 2分子 CD

#3: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Transducin beta chain 1


分子量: 37285.734 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNB1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P62873
#4: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7861.143 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNG2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P59768

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抗体 / 非ポリマー , 2種, 2分子 E

#5: 抗体 scFv16


分子量: 26679.721 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
#6: 化合物 ChemComp-WEC / 11-(4-methylpiperazin-1-yl)-5H-dibenzo[b,e][1,4]diazepine / 11-(4-メチルピペラジノ)-5H-ジベンゾ[b,e][1,4]ジアゼピン


分子量: 292.378 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C18H20N4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Gq-coupled hM3R complexCOMPLEX#1-#50RECOMBINANT
2muscarinic acetylcholine receptor 3, miniGq protein, Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1, Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2COMPLEX#1-#41RECOMBINANT
3Single-chain variable fragment scFv16COMPLEX#51RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Homo sapiens (ヒト)9606
23Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
23Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
緩衝液pH: 7.4
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-PROPANE

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 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）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 300 nm
撮影電子線照射量: 46.1 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 3234

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19_4092: / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.69 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 462349 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0028721
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.48711873
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.5911215
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.041378
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041499

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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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