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- PDB-8ijl: Cyo-EM structure of wildtype non-gastric proton pump in the prese... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8ijl
タイトルCyo-EM structure of wildtype non-gastric proton pump in the presence of Na+, AlF and ADP
要素(Sodium/potassium-transporting ATPase subunit ...) x 2
キーワードMEMBRANE PROTEIN / P-type ATPase / P2-type ATPase
機能・相同性
機能・相同性情報


Basigin interactions / Ion transport by P-type ATPases / P-type potassium:proton transporter activity / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / metal ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization / regulation of pH ...Basigin interactions / Ion transport by P-type ATPases / P-type potassium:proton transporter activity / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / metal ion transport / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization / regulation of pH / sodium ion export across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / regulation of calcium ion transmembrane transport / potassium ion homeostasis / intracellular sodium ion homeostasis / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / relaxation of cardiac muscle / Ion homeostasis / sodium ion transport / organelle membrane / potassium ion import across plasma membrane / monoatomic cation transmembrane transport / ATPase activator activity / blastocyst development / intercalated disc / lateral plasma membrane / sperm flagellum / sodium ion transmembrane transport / ATP metabolic process / cardiac muscle contraction / T-tubule / protein localization to plasma membrane / potassium ion transport / caveola / sarcolemma / intracellular calcium ion homeostasis / protein-macromolecule adaptor activity / ATPase binding / regulation of gene expression / basolateral plasma membrane / response to hypoxia / protein stabilization / cell adhesion / protein heterodimerization activity / apical plasma membrane / innate immune response / protein kinase binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / : / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus ...Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta superfamily / : / Sodium / potassium ATPase beta chain / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 1. / Sodium and potassium ATPases beta subunits signature 2. / P-type ATPase subfamily IIC, subunit alpha / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation transport ATPase (P-type) / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / TETRAFLUOROALUMINATE ION / CHOLESTEROL / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / Chem-Q7G / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus (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: 2.62 Å
データ登録者Abe, K.
資金援助 日本, 1件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)21H02426 日本
引用ジャーナル: Biochim Biophys Acta Mol Cell Res / 年: 2023
タイトル: An unusual conformation from Na-sensitive non-gastric proton pump mutants reveals molecular mechanisms of cooperative Na-binding.
著者: Kazuhiro Abe / Tomohiro Nishizawa / Pablo Artigas /
要旨: The Na,K-ATPase (NKA) and non-gastric H,K- ATPase (ngHKA) share ~65 % sequence identity, and nearly identical catalytic cycles. These pumps alternate between inward-facing (E1) and outward-facing ...The Na,K-ATPase (NKA) and non-gastric H,K- ATPase (ngHKA) share ~65 % sequence identity, and nearly identical catalytic cycles. These pumps alternate between inward-facing (E1) and outward-facing (E2) conformations and differ in their exported substrate (Na or H) and stoichiometries (3 Na:2 K or 1 H:1 K). We reported that structures of the NKA-mimetic ngHKA mutant K794S/A797P/W940/R949C (SPWC) with 2 K occluded in E2-P and 3 Na-bound in E1·ATP states were nearly identical to NKA structures in equivalent states. Here we report the cryo-EM structures of K794A and K794S, two poorly-selective ngHKA mutants, under conditions to stabilize the E1·ATP state. Unexpectedly, the structures show a hybrid with both E1- and E2-like structural features. While transmembrane segments TM1-TM3 and TM4's extracellular half adopted an E2-like conformation, the rest of the protein assumed an E1 configuration. Two spherical densities, likely bound Na, were observed at cation-binding sites I and III, without density at site II. This explains the E2-like conformation of TM4's exoplasmic half. In NKA, oxygen atoms derived from the unwound portion of TM4 coordinated Na at site II. Thus, the lack of Na at site II of K794A/S prevents the luminal portion of TM4 from taking an E1-like position. The K794A structure also suggests that incomplete coordination of Na at site III induces the halfway rotation of TM6, which impairs Na-binding at the site II. Thus, our observations provide insight into the molecular mechanism of E2-E1 transition and cooperative Na-binding in the NKA and other related cation pumps.
履歴
登録2023年2月27日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年10月18日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
B: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)156,79319
ポリマ－146,6022
非ポリマー10,19217
水1448
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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Sodium/potassium-transporting ATPase subunit ... , 2種, 2分子 AB

#1: タンパク質 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha


分子量: 109084.688 Da / 分子数: 1 / 変異: D512N / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Rattus (ネズミ) / 遺伝子: Atp12a / 細胞株 (発現宿主): HEK293S GnT1- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: G3V8S4
#2: タンパク質 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta-1 / Sodium/potassium-dependent ATPase subunit beta-1


分子量: 37516.859 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Rattus (ネズミ) / 遺伝子: Atp1b1 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S GnT1- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P07340

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糖 , 1種, 1分子

#10: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

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非ポリマー , 8種, 24分子

#3: 化合物 ChemComp-ALF / TETRAFLUOROALUMINATE ION / テトラフルオロアルミナ-ト


分子量: 102.975 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: AlF4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#5: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#6: 化合物
ChemComp-PCW / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / (Z,Z)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-10-OXO-7-[(1-OXO-9-OCTADECENYL)OXY]-3,5,9-TRIOXA-4-PHOSPHAHEPTACOS-18-EN-1-AMINIUM-4-OXIDE / O-(1-O,2-O-ジオレオイル-L-グリセロ-3-ホスホ)コリン


分子量: 787.121 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: C44H85NO8P / コメント: DOPC, リン脂質*YM
#7: 化合物 ChemComp-CLR / CHOLESTEROL / コレステロ-ル


分子量: 386.654 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O
#8: 化合物 ChemComp-NA / SODIUM ION / ナトリウムカチオン


分子量: 22.990 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Na / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物
ChemComp-Q7G / 2-{[(4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranosyl)oxy]methyl}-4-{[(3beta,9beta,14beta,17beta,25R)-spirost-5-en-3-yl]oxy}butyl 4-O-alpha-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside


分子量: 1165.315 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C56H92O25
#11: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 8 / 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

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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: hetero dimer of alpha and beta subunit / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 135 kDa/nm / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Rattus (ネズミ)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 6.5
試料濃度: 8 mg/ml / 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）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 53 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
名称バージョン分類NB
phenix.real_space_refine1.20.1_4487精密化
PHENIX1.20.1_4487精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.62 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 224740 / 対称性のタイプ: POINT
精密化交差検証法: NONE

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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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