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- PDB-8ioc: Cryo-EM structure of the gamma-MSH-bound human melanocortin recep... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8ioc
タイトルCryo-EM structure of the gamma-MSH-bound human melanocortin receptor 3 (MC3R)-Gs complex
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • HA signal peptide,Melanocortin receptor 3,LgBiT subunit
  • Nanobody-35
  • gamma-melanocyte-stimulating hormone
キーワードMEMBRANE PROTEIN / human melanocortin receptor 3 / G protein-coupled receptor / ligand recpgnition
機能・相同性
機能・相同性情報


homoiothermy / melanocyte-stimulating hormone receptor activity / melanocortin receptor activity / regulation of feeding behavior / sodium ion homeostasis / neuropeptide binding / Activation of G protein gated Potassium channels / G-protein activation / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor ...homoiothermy / melanocyte-stimulating hormone receptor activity / melanocortin receptor activity / regulation of feeding behavior / sodium ion homeostasis / neuropeptide binding / Activation of G protein gated Potassium channels / G-protein activation / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through PLC beta / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / Thromboxane signalling through TP receptor / Presynaptic function of Kainate receptors / G beta:gamma signalling through CDC42 / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G alpha (12/13) signalling events / Glucagon-type ligand receptors / G beta:gamma signalling through BTK / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / Ca2+ pathway / G alpha (z) signalling events / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / Extra-nuclear estrogen signaling / G alpha (s) signalling events / G alpha (q) signalling events / G alpha (i) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / locomotor rhythm / adenylate cyclase-activating G protein-coupled bile acid receptor signaling pathway / adenylate cyclase-activating serotonin receptor signaling pathway / peptide hormone binding / regulation of skeletal muscle contraction / PKA activation in glucagon signalling / hair follicle placode formation / developmental growth / intracellular transport / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / D1 dopamine receptor binding / vascular endothelial cell response to laminar fluid shear stress / renal water homeostasis / activation of adenylate cyclase activity / Hedgehog 'off' state / cellular response to acidic pH / adenylate cyclase-activating adrenergic receptor signaling pathway / adenylate cyclase inhibitor activity / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration / positive regulation of relaxation of smooth muscle / Adenylate cyclase inhibitory pathway / D2 dopamine receptor binding / Transcriptional and post-translational regulation of MITF-M expression and activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / cellular response to glucagon stimulus / G protein-coupled serotonin receptor binding / regulation of heart rate / intracellular glucose homeostasis / cellular response to forskolin / Peptide ligand-binding receptors / viral budding from plasma membrane / positive regulation of insulin secretion involved in cellular response to glucose stimulus / adenylate cyclase activator activity / regulation of mitotic spindle organization / chemokine-mediated signaling pathway / trans-Golgi network membrane / circadian regulation of gene expression / Regulation of insulin secretion / neuropeptide signaling pathway / negative regulation of inflammatory response to antigenic stimulus / response to prostaglandin E / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / negative regulation of insulin secretion / bone development / G protein-coupled receptor binding / platelet aggregation / response to peptide hormone / regulation of blood pressure / cognition / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / centriolar satellite / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / positive regulation of insulin secretion / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G-protein activation / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through BTK
類似検索 - 分子機能
Melanocortin 3 receptor / Melanocortin receptor 3-5 / Melanocortin/ACTH receptor / G-protein alpha subunit, group S / Haemagglutinin, influenzavirus A / Haemagglutinin, HA1 chain, alpha/beta domain superfamily / Haemagglutinin / Haemagglutinin, influenzavirus A/B / Viral capsid/haemagglutinin protein / G-protein alpha subunit, group I ...Melanocortin 3 receptor / Melanocortin receptor 3-5 / Melanocortin/ACTH receptor / G-protein alpha subunit, group S / Haemagglutinin, influenzavirus A / Haemagglutinin, HA1 chain, alpha/beta domain superfamily / Haemagglutinin / Haemagglutinin, influenzavirus A/B / Viral capsid/haemagglutinin protein / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G protein alpha subunit, helical insertion / G protein alpha subunit / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / 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 / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 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. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Hemagglutinin / Melanocortin receptor 3 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Influenza A virus (A型インフルエンザウイルス)
Bos taurus (ウシ)
synthetic construct (人工物)
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: 2.86 Å
データ登録者Feng, W.B. / Zhou, Q.T. / Chen, X.Y. / Dai, A.T. / Cai, X.Q. / Liu, X. / Zhao, F.H. / Chen, Y. / Ye, C.Y. / Xu, Y.N. ...Feng, W.B. / Zhou, Q.T. / Chen, X.Y. / Dai, A.T. / Cai, X.Q. / Liu, X. / Zhao, F.H. / Chen, Y. / Ye, C.Y. / Xu, Y.N. / Cong, Z.T. / Li, H. / Lin, S.
資金援助 中国, 11件
組織認可番号国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81872915 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)82073904 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)82121005 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81973373 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)21704064 中国
Other government2018YFA0507000
Other government2018ZX09735-001
Other government2018ZX09711002-002-005
Other governmentSTI2030-Major project 2021ZD0203400
Other governmentZDKJ2021028
Other government21JC1401600
引用ジャーナル: Cell Discov / 年: 2023
タイトル: Structural insights into ligand recognition and subtype selectivity of the human melanocortin-3 and melanocortin-5 receptors.
著者: Wenbo Feng / Qingtong Zhou / Xianyue Chen / Antao Dai / Xiaoqing Cai / Xiao Liu / Fenghui Zhao / Yan Chen / Chenyu Ye / Yingna Xu / Zhaotong Cong / Hao Li / Shi Lin / Dehua Yang / Ming-Wei Wang /
要旨: Members of the melanocortin receptor (MCR) family that recognize different melanocortin peptides mediate a broad spectrum of cellular processes including energy homeostasis, inflammation and skin ...Members of the melanocortin receptor (MCR) family that recognize different melanocortin peptides mediate a broad spectrum of cellular processes including energy homeostasis, inflammation and skin pigmentation through five MCR subtypes (MC1R-MC5R). The structural basis of subtype selectivity of the endogenous agonist γ-MSH and non-selectivity of agonist α-MSH remains elusive, as the two agonists are highly similar with a conserved HFRW motif. Here, we report three cryo-electron microscopy structures of MC3R-G in complex with γ-MSH and MC5R-G in the presence of α-MSH or a potent synthetic agonist PG-901. The structures reveal that α-MSH and γ-MSH adopt a "U-shape" conformation, penetrate into the wide-open orthosteric pocket and form massive common contacts with MCRs via the HFRW motif. The C-terminus of γ-MSH occupies an MC3R-specific complementary binding groove likely conferring subtype selectivity, whereas that of α-MSH distances itself from the receptor with neglectable contacts. PG-901 achieves the same potency as α-MSH with a shorter length by rebalancing the recognition site and mimicking the intra-peptide salt bridge in α-MSH by cyclization. Solid density confirmed the calcium ion binding in MC3R and MC5R, and the distinct modulation effects of divalent ions were demonstrated. Our results provide insights into ligand recognition and subtype selectivity among MCRs, and expand the knowledge of signal transduction among MCR family members.
履歴
登録2023年3月10日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年9月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年11月6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

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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: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1,HiBiT
R: HA signal peptide,Melanocortin receptor 3,LgBiT subunit
G: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
L: gamma-melanocyte-stimulating hormone
N: Nanobody-35
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)165,2297
ポリマ－165,1896
非ポリマー401
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, 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 ABG

#1: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short / Adenylate cyclase-inhibiting G alpha protein / Adenylate cyclase-stimulating G alpha protein


分子量: 41879.465 Da / 分子数: 1
変異: G49D,E50N,L63Y,ten mutations and A249D,S252D,L272D,I372A,V375I,G226A,A366S
由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAI1, GNAS, GNAS1, GSP
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P63096, UniProt: P63092
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1,HiBiT / Transducin beta chain 1


分子量: 40226.992 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) Bos taurus (ウシ) / 遺伝子: GNG2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P63212

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タンパク質 / タンパク質・ペプチド / 抗体 / 非ポリマー , 4種, 4分子 RLN

#3: タンパク質 HA signal peptide,Melanocortin receptor 3,LgBiT subunit / MC3-R


分子量: 56351.914 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Influenza A virus (strain A/Victoria/3/1975 H3N2) (A型インフルエンザウイルス), (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: HA, MC3R
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P03435, UniProt: P41968
#5: タンパク質・ペプチド gamma-melanocyte-stimulating hormone


分子量: 1516.747 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#6: 抗体 Nanobody-35


分子量: 17352.498 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: Escherichia coli (大腸菌)
#7: 化合物 ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN
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: Cryo-EM structure of gamma-MSH-bound human melanocortin receptor 3 in complex with G protein
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#6 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
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

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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: OTHER / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1200 nm
撮影電子線照射量: 80 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: 2.86 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 1102647 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0048389
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.59211360
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.9011135
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0441291
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041444

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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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