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- PDB-8fx5: Human M4 muscarinic acetylcholine receptor complex with Gi1 and x... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8fx5
タイトルHuman M4 muscarinic acetylcholine receptor complex with Gi1 and xanomeline
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Antibody fragment scFv16
  • Muscarinic acetylcholine receptor M4
キーワードMEMBRANE PROTEIN/SIGNALING PROTEIN / 7 transmembrane receptor / SIGNALING PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex / MEMBRANE PROTEIN / MEMBRANE PROTEIN-SIGNALING PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex / MEMBRANE PROTEIN-SIGNALING PROTEIN complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Adenylate cyclase inhibitory pathway / adenylate cyclase inhibitor activity / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / Extra-nuclear estrogen signaling / G alpha (i) signalling events / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / regulation of locomotion ...Adenylate cyclase inhibitory pathway / adenylate cyclase inhibitor activity / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / Extra-nuclear estrogen signaling / G alpha (i) signalling events / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / regulation of locomotion / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / negative regulation of insulin secretion / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / G protein-coupled receptor binding / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / centriolar satellite / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through CDC42 / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / GDP binding / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / cellular response to catecholamine stimulus / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / GPER1 signaling / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / cellular response to prostaglandin E stimulus / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / G protein activity / GTPase binding / Ca2+ pathway / retina development in camera-type eye / midbody / cell cortex / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / fibroblast proliferation / G alpha (i) signalling events / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / chemical synaptic transmission / G alpha (q) signalling events / postsynaptic membrane / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / cell surface receptor signaling pathway / ciliary basal body / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / cell division / GTPase activity / synapse / centrosome / dendrite / protein-containing complex binding / GTP binding / nucleolus / magnesium ion binding / Golgi apparatus / signal transduction / extracellular exosome / nucleoplasm / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / YVTN repeat-like/Quinoprotein amine dehydrogenase / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 7 Propeller / Methylamine Dehydrogenase; Chain H / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit ...Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Muscarinic acetylcholine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / YVTN repeat-like/Quinoprotein amine dehydrogenase / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 7 Propeller / Methylamine Dehydrogenase; Chain H / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / 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. / WD domain, G-beta repeat / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / Immunoglobulins / Immunoglobulin-like / Sandwich / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase / Mainly Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
xanomeline / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Muscarinic acetylcholine receptor M4 / 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: 2.45 Å
データ登録者Vuckovic, Z. / Mobbs, J.I. / Glukhova, A. / Sexton, P.M. / Danev, R. / Thal, D.M.
資金援助 英国, オーストラリア, 日本, 7件
組織認可番号国
Wellcome Trust201529/Z/16/Z 英国
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)1055134 オーストラリア
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)1150083 オーストラリア
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)1138448 オーストラリア
Australian Research Council (ARC)DE170100152 オーストラリア
Australian Research Council (ARC)IC200100052 オーストラリア
Japan Science and Technology18069571 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Xanomeline displays concomitant orthosteric and allosteric binding modes at the M mAChR.
著者: Wessel A C Burger / Vi Pham / Ziva Vuckovic / Alexander S Powers / Jesse I Mobbs / Yianni Laloudakis / Alisa Glukhova / Denise Wootten / Andrew B Tobin / Patrick M Sexton / Steven M Paul / ...著者: Wessel A C Burger / Vi Pham / Ziva Vuckovic / Alexander S Powers / Jesse I Mobbs / Yianni Laloudakis / Alisa Glukhova / Denise Wootten / Andrew B Tobin / Patrick M Sexton / Steven M Paul / Christian C Felder / Radostin Danev / Ron O Dror / Arthur Christopoulos / Celine Valant / David M Thal /
要旨: The M muscarinic acetylcholine receptor (M mAChR) has emerged as a drug target of high therapeutic interest due to its expression in regions of the brain involved in the regulation of psychosis, ...The M muscarinic acetylcholine receptor (M mAChR) has emerged as a drug target of high therapeutic interest due to its expression in regions of the brain involved in the regulation of psychosis, cognition, and addiction. The mAChR agonist, xanomeline, has provided significant improvement in the Positive and Negative Symptom Scale (PANSS) scores in a Phase II clinical trial for the treatment of patients suffering from schizophrenia. Here we report the active state cryo-EM structure of xanomeline bound to the human M mAChR in complex with the heterotrimeric G transducer protein. Unexpectedly, two molecules of xanomeline were found to concomitantly bind to the monomeric M mAChR, with one molecule bound in the orthosteric (acetylcholine-binding) site and a second molecule in an extracellular vestibular allosteric site. Molecular dynamic simulations supports the structural findings, and pharmacological validation confirmed that xanomeline acts as a dual orthosteric and allosteric ligand at the human M mAChR. These findings provide a basis for further understanding xanomeline's complex pharmacology and highlight the myriad of ways through which clinically relevant ligands can bind to and regulate GPCRs.
履歴
登録2023年1月23日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年9月13日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02023年9月13日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年11月20日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification
改定 1.22025年5月28日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / em_software / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.12025年5月28日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data processing / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_software / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_software.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
R: Muscarinic acetylcholine receptor M4
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
G: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
H: Antibody fragment scFv16
A: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)153,1747
ポリマ－152,6125
非ポリマー5632
水84747
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

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 BGA

#2: 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: 38402.867 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
#3: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7729.947 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P59768
#5: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Adenylate cyclase-inhibiting G alpha protein


分子量: 40414.047 Da / 分子数: 1 / Mutation: S47N, G203A, E245A, A326S / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Gnai1, Gnai-1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: B2RSH2

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タンパク質 / 抗体 , 2種, 2分子 RH

#1: タンパク質 Muscarinic acetylcholine receptor M4


分子量: 39598.277 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: CHRM4
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P08173
#4: 抗体 Antibody fragment scFv16


分子量: 26466.486 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)

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非ポリマー , 2種, 49分子

#6: 化合物 ChemComp-XNO / xanomeline / (5M)-5-[4-(hexyloxy)-1,2,5-thiadiazol-3-yl]-1-methyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine / キサノメリン


分子量: 281.417 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C14H23N3OS / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 47 / 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
Has protein modificationY

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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: M4 mAChR bound to agonist xanomeline in complex with dominant negative Galpha-i1, Gbeta1, Ggamma2, and scFv16
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: MULTIPLE SOURCES
緩衝液pH: 7.5
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: TFS 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）: 1500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 52.4 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / 分類: 精密化
EMソフトウェア名称: PHENIX / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.45 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 395419 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0048957
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.82312150
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d11.3593186
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0551391
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0071540

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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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