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- PDB-8qj2: Structure of active state MC4R in complex with a potent ligand mi... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8qj2
タイトルStructure of active state MC4R in complex with a potent ligand mimicking nanobody
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Nanobody-35
  • Soluble cytochrome b562,Melanocortin receptor 4,Red fluorescent protein drFP583
  • pN162
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / ConfoBody / agonistic nanobody
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of eating behavior / response to melanocyte-stimulating hormone / melanocyte-stimulating hormone receptor activity / melanocortin receptor activity / neuropeptide binding / positive regulation of bone resorption / feeding behavior / insulin secretion / regulation of metabolic process / response to food ...regulation of eating behavior / response to melanocyte-stimulating hormone / melanocyte-stimulating hormone receptor activity / melanocortin receptor activity / neuropeptide binding / positive regulation of bone resorption / feeding behavior / insulin secretion / regulation of metabolic process / response to food / PKA activation in glucagon signalling / developmental growth / hair follicle placode formation / D1 dopamine receptor binding / intracellular transport / vascular endothelial cell response to laminar fluid shear stress / activation of adenylate cyclase activity / renal water homeostasis / Hedgehog 'off' state / adenylate cyclase-activating adrenergic receptor signaling pathway / Transcriptional and post-translational regulation of MITF-M expression and activity / cellular response to glucagon stimulus / regulation of insulin secretion / Peptide ligand-binding receptors / adenylate cyclase activator activity / bioluminescence / trans-Golgi network membrane / generation of precursor metabolites and energy / negative regulation of inflammatory response to antigenic stimulus / electron transport chain / response to insulin / bone development / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / platelet aggregation / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Olfactory Signaling Pathway / cognition / 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 / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / 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 / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / cellular response to catecholamine stimulus / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / sensory perception of smell / 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) / positive regulation of cold-induced thermogenesis / retina development in camera-type eye / G protein activity / GTPase binding / Ca2+ pathway / fibroblast proliferation / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / 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 (q) signalling events / Ras protein signal transduction / periplasmic space / electron transfer activity / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / G protein-coupled receptor signaling pathway / iron ion binding / lysosomal membrane / GTPase activity / ubiquitin protein ligase binding / heme binding / synapse
類似検索 - 分子機能
Melanocortin 4 receptor / Melanocortin receptor 3-5 / Melanocortin/ACTH receptor / G-protein alpha subunit, group S / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein ...Melanocortin 4 receptor / Melanocortin receptor 3-5 / Melanocortin/ACTH receptor / G-protein alpha subunit, group S / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 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 / G protein beta WD-40 repeat protein / 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. / 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
Soluble cytochrome b562 / Melanocortin receptor 4 / 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 / Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short / Red fluorescent protein drFP583
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Lama glama (ラマ)
Escherichia coli (大腸菌)
Discosoma sp. (イソギンチャク)
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: 3.4 Å
データ登録者Busch, A. / Jaakola, V.-P. / Masiulis, S.
資金援助 ベルギー, 2件
組織認可番号国
Other government2016-R-49 ベルギー
Other governmentHBC_2020.2042 ベルギー
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structure elucidation of a human melanocortin-4 receptor specific orthosteric nanobody agonist.
著者: Thomas Fontaine / Andreas Busch / Toon Laeremans / Stéphane De Cesco / Yi-Lynn Liang / Veli-Pekka Jaakola / Zara Sands / Sarah Triest / Simonas Masiulis / Lies Dekeyzer / Noor Samyn / ...著者: Thomas Fontaine / Andreas Busch / Toon Laeremans / Stéphane De Cesco / Yi-Lynn Liang / Veli-Pekka Jaakola / Zara Sands / Sarah Triest / Simonas Masiulis / Lies Dekeyzer / Noor Samyn / Nicolas Loeys / Lisa Perneel / Melanie Debaere / Murielle Martini / Charlotte Vantieghem / Richa Virmani / Kamila Skieterska / Stephanie Staelens / Rosa Barroco / Maarten Van Roy / Christel Menet /
要旨: The melanocortin receptor 4 (MC4R) belongs to the melanocortin receptor family of G-protein coupled receptors and is a key switch in the leptin-melanocortin molecular axis that controls hunger and ...The melanocortin receptor 4 (MC4R) belongs to the melanocortin receptor family of G-protein coupled receptors and is a key switch in the leptin-melanocortin molecular axis that controls hunger and satiety. Brain-produced hormones such as α-melanocyte-stimulating hormone (agonist) and agouti-related peptide (inverse agonist) regulate the molecular communication of the MC4R axis but are promiscuous for melanocortin receptor subtypes and induce a wide array of biological effects. Here, we use a chimeric construct of conformation-selective, nanobody-based binding domain (a ConfoBody Cb80) and active state-stabilized MC4R-β2AR hybrid for efficient de novo discovery of a sequence diverse panel of MC4R-specific, potent and full agonistic nanobodies. We solve the active state MC4R structure in complex with the full agonistic nanobody pN162 at 3.4 Å resolution. The structure shows a distinct interaction with pN162 binding deeply in the orthosteric pocket. MC4R peptide agonists, such as the marketed setmelanotide, lack receptor selectivity and show off-target effects. In contrast, the agonistic nanobody is highly specific and hence can be a more suitable agent for anti-obesity therapeutic intervention via MC4R.
履歴
登録2023年9月12日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年9月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年10月23日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update
改定 1.22025年4月23日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
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 / _em_admin.last_update

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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
B: Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short
C: 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
N: Nanobody-35
A: Soluble cytochrome b562,Melanocortin receptor 4,Red fluorescent protein drFP583
D: pN162


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)201,9166
ポリマ－201,9166
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area13370 Å2
ΔGint-87 kcal/mol
Surface area49380 Å2
手法PISA

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要素

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

#1: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short


分子量: 45699.434 Da / 分子数: 1
変異: S(H1.02)N (S54N), G(s3h2.02)A (G226A), E(H3.04)A (E268A), N(H3.07)K (N271K), K(H3.10)D (K274D), R(H3.16)K (R280K), T(h3s5.01)D (T284D), I(h3s5.02)T (I285T), and A(s6h5.03)S (A366S)
由来タイプ: 組換発現 / 詳細: Dominant-negative / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAS / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P63092
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1


分子量: 38534.062 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 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: 7861.143 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

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タンパク質 , 1種, 1分子 A

#5: タンパク質 Soluble cytochrome b562,Melanocortin receptor 4,Red fluorescent protein drFP583 / Cytochrome b-562 / MC4-R / DsRed


分子量: 82025.141 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌), (組換発現) Homo sapiens (ヒト), (組換発現) Discosoma sp. (イソギンチャク)
遺伝子: cybC, MC4R / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P0ABE7, UniProt: P32245, UniProt: Q9U6Y8

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抗体 , 2種, 2分子 ND

#4: 抗体 Nanobody-35


分子量: 15140.742 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Lama glama (ラマ) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#6: 抗体 pN162


分子量: 12655.162 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Lama glama (ラマ) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)

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詳細

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: MC4R receptor in complex with Gs protein heterotrimer, nanobody-35/ConfoBody 35 and ligand-mimicking nanobody
タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
緩衝液pH: 7.4
試料濃度: 10.4 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS GLACIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 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: 30.3 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 219891 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0028258
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.46711207
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.5422883
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.041309
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031419

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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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