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Open data
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Basic information
| Entry | Database: PDB / ID: 8jbk | |||||||||
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| Title | Crystal structure of Na+,K+-ATPase in the E1.3Na+ state | |||||||||
Components |
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Keywords | MEMBRANE PROTEIN / ion pump / P-type ATPase | |||||||||
| Function / homology | Function and homology informationBasigin interactions / Ion homeostasis / P-type potassium transmembrane transporter activity / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / Ion transport by P-type ATPases / regulation of monoatomic ion transport / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization ...Basigin interactions / Ion homeostasis / P-type potassium transmembrane transporter activity / positive regulation of sodium ion export across plasma membrane / Ion transport by P-type ATPases / regulation of monoatomic ion transport / positive regulation of potassium ion import across plasma membrane / P-type sodium:potassium-exchanging transporter activity / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / membrane repolarization / establishment or maintenance of transmembrane electrochemical gradient / sodium ion export across plasma membrane / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / intracellular sodium ion homeostasis / regulation of calcium ion transmembrane transport / ion channel regulator activity / relaxation of cardiac muscle / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / positive regulation of sodium ion transmembrane transport / sodium ion transport / organelle membrane / potassium ion import across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / ATPase activator activity / intercalated disc / lateral plasma membrane / sperm flagellum / transporter activator activity / ATP metabolic process / cardiac muscle contraction / T-tubule / proton transmembrane transport / protein localization to plasma membrane / sarcolemma / transmembrane transport / intracellular calcium ion homeostasis / melanosome / ATPase binding / regulation of gene expression / protein-macromolecule adaptor activity / basolateral plasma membrane / cell adhesion / protein stabilization / apical plasma membrane / axon / innate immune response / protein kinase binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding Similarity search - Function | |||||||||
| Biological species | ![]() | |||||||||
| Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 2.8 Å | |||||||||
Authors | Kanai, R. / Vilsen, B. / Cornelius, F. / Toyoshima, C. | |||||||||
| Funding support | Japan, 2items
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Citation | Journal: FEBS Lett / Year: 2023Title: Crystal structures of Na ,K -ATPase reveal the mechanism that converts the K -bound form to Na -bound form and opens and closes the cytoplasmic gate. Authors: Ryuta Kanai / Bente Vilsen / Flemming Cornelius / Chikashi Toyoshima / ![]() Abstract: Na ,K -ATPase (NKA) plays a pivotal role in establishing electrochemical gradients for Na and K across the cell membrane by alternating between the E1 (showing high affinity for Na and low affinity ...Na ,K -ATPase (NKA) plays a pivotal role in establishing electrochemical gradients for Na and K across the cell membrane by alternating between the E1 (showing high affinity for Na and low affinity for K ) and E2 (low affinity to Na and high affinity to K ) forms. Presented here are two crystal structures of NKA in E1·Mg and E1·3Na states at 2.9 and 2.8 Å resolution, respectively. These two E1 structures fill a gap in our description of the NKA reaction cycle based on the atomic structures. We describe how NKA converts the K -bound E2·2K form to an E1 (E1·Mg ) form, which allows high-affinity Na binding, eventually closing the cytoplasmic gate (in E1 ~ P·ADP·3Na ) after binding three Na , while keeping the extracellular ion pathway sealed. We now understand previously unknown functional roles for several parts of NKA and that NKA uses even the lipid bilayer for gating the ion pathway. | |||||||||
| History |
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Structure visualization
| Structure viewer | Molecule: Molmil Jmol/JSmol |
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Downloads & links
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Download
| PDBx/mmCIF format | 8jbk.cif.gz | 1.3 MB | Display | PDBx/mmCIF format |
|---|---|---|---|---|
| PDB format | pdb8jbk.ent.gz | 893.1 KB | Display | PDB format |
| PDBx/mmJSON format | 8jbk.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
| Others | Other downloads |
-Validation report
| Summary document | 8jbk_validation.pdf.gz | 8.9 MB | Display | wwPDB validaton report |
|---|---|---|---|---|
| Full document | 8jbk_full_validation.pdf.gz | 9 MB | Display | |
| Data in XML | 8jbk_validation.xml.gz | 100.8 KB | Display | |
| Data in CIF | 8jbk_validation.cif.gz | 131.5 KB | Display | |
| Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/jb/8jbk ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/jb/8jbk | HTTPS FTP |
-Related structure data
| Related structure data | ![]() 8jblC ![]() 8jbmC ![]() 8jfzC ![]() 3wguS S: Starting model for refinement C: citing same article ( |
|---|---|
| Similar structure data | Similarity search - Function & homology F&H Search |
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Links
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Assembly
| Deposited unit | ![]()
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| 1 | ![]()
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| 2 | ![]()
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| Unit cell |
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Components
-Sodium/potassium-transporting ATPase subunit ... , 2 types, 4 molecules ACBD
| #1: Protein | Mass: 112872.766 Da / Num. of mol.: 2 / Source method: isolated from a natural source / Source: (natural) ![]() #2: Protein | Mass: 35204.402 Da / Num. of mol.: 2 / Source method: isolated from a natural source / Source: (natural) ![]() |
|---|
-Protein , 1 types, 2 molecules GE
| #3: Protein | Mass: 7094.115 Da / Num. of mol.: 2 / Source method: isolated from a natural source / Source: (natural) ![]() |
|---|
-Sugars , 5 types, 5 molecules 


| #4: Polysaccharide | alpha-D-mannopyranose-(1-6)-alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D-mannopyranose-(1-3)]beta-D- ...alpha-D-mannopyranose-(1-6)-alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D-mannopyranose-(1-3)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose Source method: isolated from a genetically manipulated source |
|---|---|
| #5: Polysaccharide | alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2- ...alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose Source method: isolated from a genetically manipulated source |
| #6: Polysaccharide | 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose Source method: isolated from a genetically manipulated source |
| #12: Sugar | ChemComp-NAG / |
| #13: Sugar | ChemComp-DMU / |
-Non-polymers , 6 types, 66 molecules 










| #7: Chemical | | #8: Chemical | ChemComp-NA / #9: Chemical | ChemComp-CLR / #10: Chemical | #11: Chemical | ChemComp-PCW / #14: Water | ChemComp-HOH / | |
|---|
-Details
| Has ligand of interest | Y |
|---|---|
| Has protein modification | Y |
-Experimental details
-Experiment
| Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
|---|
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Sample preparation
| Crystal | Density Matthews: 3.41 Å3/Da / Density % sol: 63.88 % |
|---|---|
| Crystal grow | Temperature: 283 K / Method: vapor diffusion, hanging drop / pH: 6.2 Details: 285 mM NaCl, 25 mM MgCl2, 15.4% (w/v) PEG2000MME, 7% (w/v) glycerol, 5 mM GSH, 0.1 mM DTT and 1 mg/ml butylhydroxytoluen, 100 mM MES |
-Data collection
| Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N |
|---|---|
| Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: SPring-8 / Beamline: BL41XU / Wavelength: 1 Å |
| Detector | Type: DECTRIS EIGER X 16M / Detector: PIXEL / Date: Jul 3, 2019 |
| Radiation | Monochromator: Si double crystal / Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
| Radiation wavelength | Wavelength: 1 Å / Relative weight: 1 |
| Reflection | Resolution: 2.8→30 Å / Num. obs: 67058 / % possible obs: 64.8 % / Redundancy: 3.5 % / Biso Wilson estimate: 68.82 Å2 / CC1/2: 0.922 / Rmerge(I) obs: 0.108 / Net I/σ(I): 11.04 |
| Reflection shell | Resolution: 2.8→2.89 Å / Rmerge(I) obs: 0.399 / Mean I/σ(I) obs: 1.28 / Num. unique obs: 472 / CC1/2: 0.775 / % possible all: 5.1 |
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Processing
| Software |
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| Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENTStarting model: 3WGU Resolution: 2.8→15 Å / SU ML: 0.377 / Cross valid method: FREE R-VALUE / σ(F): 1.37 / Phase error: 32.0193 Stereochemistry target values: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
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| Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.11 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Displacement parameters | Biso mean: 83.89 Å2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.8→15 Å
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| Refine LS restraints |
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| LS refinement shell |
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| Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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| Refinement TLS group |
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X-RAY DIFFRACTION
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