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- PDB-8jmn: Cryo-EM structure of the gastric proton pump with bound DQ-21 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8jmn
タイトルCryo-EM structure of the gastric proton pump with bound DQ-21
要素
  • Potassium-transporting ATPase subunit beta
  • Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
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


regulation of proton transport / pH reduction / potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane ...regulation of proton transport / pH reduction / potassium:proton exchanging ATPase complex / P-type potassium:proton transporter activity / Ion transport by P-type ATPases / sodium:potassium-exchanging ATPase complex / sodium ion export across plasma membrane / intracellular potassium ion homeostasis / intracellular sodium ion homeostasis / potassium ion import across plasma membrane / ATPase activator activity / potassium ion transmembrane transport / proton transmembrane transport / cell adhesion / response to xenobiotic stimulus / apical plasma membrane / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding
類似検索 - 分子機能
Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / 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 ...Gastric H+/K+-transporter P-type ATPase, N-terminal / Gastric H+/K+-ATPase, N terminal domain / 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
CHOLESTEROL / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / Chem-UOU / Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha / Potassium-transporting ATPase subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Sus scrofa (ブタ)
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: 2.26 Å
データ登録者Abe, K. / Yokoshima, S. / Yoshimori, A.
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: Commun Biol / 年: 2023
タイトル: Deep learning driven de novo drug design based on gastric proton pump structures.
著者: Kazuhiro Abe / Mami Ozako / Miki Inukai / Yoe Matsuyuki / Shinnosuke Kitayama / Chisato Kanai / Chiaki Nagai / Chai C Gopalasingam / Christoph Gerle / Hideki Shigematsu / Nariyoshi Umekubo / ...著者: Kazuhiro Abe / Mami Ozako / Miki Inukai / Yoe Matsuyuki / Shinnosuke Kitayama / Chisato Kanai / Chiaki Nagai / Chai C Gopalasingam / Christoph Gerle / Hideki Shigematsu / Nariyoshi Umekubo / Satoshi Yokoshima / Atsushi Yoshimori /
要旨: Existing drugs often suffer in their effectiveness due to detrimental side effects, low binding affinity or pharmacokinetic problems. This may be overcome by the development of distinct compounds. ...Existing drugs often suffer in their effectiveness due to detrimental side effects, low binding affinity or pharmacokinetic problems. This may be overcome by the development of distinct compounds. Here, we exploit the rich structural basis of drug-bound gastric proton pump to develop compounds with strong inhibitory potency, employing a combinatorial approach utilizing deep generative models for de novo drug design with organic synthesis and cryo-EM structural analysis. Candidate compounds that satisfy pharmacophores defined in the drug-bound proton pump structures, were designed in silico utilizing our deep generative models, a workflow termed Deep Quartet. Several candidates were synthesized and screened according to their inhibition potencies in vitro, and their binding poses were in turn identified by cryo-EM. Structures reaching up to 2.10 Å resolution allowed us to evaluate and re-design compound structures, heralding the most potent compound in this study, DQ-18 (N-methyl-4-((2-(benzyloxy)-5-chlorobenzyl)oxy)benzylamine), which shows a K value of 47.6 nM. Further high-resolution cryo-EM analysis at 2.08 Å resolution unambiguously determined the DQ-18 binding pose. Our integrated approach offers a framework for structure-based de novo drug development based on the desired pharmacophores within the protein structure.
履歴
登録2023年6月5日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年8月30日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年10月4日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年10月9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: Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha
B: Potassium-transporting ATPase subunit beta
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)152,81713
ポリマ－147,4392
非ポリマー5,37811
水6,720373
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, not applicable
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 Sodium/potassium-transporting ATPase subunit alpha


分子量: 114325.547 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Sus scrofa (ブタ) / 遺伝子: ATP4A / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: F1RM59
#2: タンパク質 Potassium-transporting ATPase subunit beta / Gastric H(+)/K(+) ATPase subunit beta / Proton pump beta chain / gp60-90


分子量: 33113.844 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Sus scrofa (ブタ) / 遺伝子: ATP4B / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P18434

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糖 , 1種, 3分子

#6: 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: 3 / 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 , 5種, 381分子

#3: 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
#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-UOU / 1-[4-[[2-[(4-chlorophenyl)methoxy]phenyl]methoxy]phenyl]-N-methyl-methanamine


分子量: 367.869 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C22H22ClNO2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-CLR / CHOLESTEROL / コレステロ-ル


分子量: 386.654 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O
#8: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 373 / 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: hetero dimer of alpha and beta subunit / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.135 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Sus scrofa (ブタ)
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

顕微鏡モデル: JEOL CRYO ARM 300
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: 60 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

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 2230909
3次元再構成解像度: 2.26 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 599919 / 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)

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  • 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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