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万見
- PDB-8qlf: Crystal structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the mo... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8qlf
タイトルCrystal structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the monomeric form at pH 8.8
要素Bacteriorhodopsin-like protein
キーワードMEMBRANE PROTEIN / retinal / ion transport / rhodopsin / photocycle / sodium transport
機能・相同性Bacteriorhodopsin-like protein / Archaeal/bacterial/fungal rhodopsins / Bacteriorhodopsin-like protein / plasma membrane / EICOSANE / OLEIC ACID / Bacteriorhodopsin-like protein
機能・相同性情報
生物種Erythrobacter (バクテリア)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 1.71 Å
データ登録者Kovalev, K. / Podoliak, E. / Lamm, G.H.U. / Astashkin, R. / Bourenkov, G.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
EIPOD fellowship under Marie Sklodowska-Curie Actions COFUND847543 ドイツ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: A subgroup of light-driven sodium pumps with an additional Schiff base counterion.
著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J ...著者: E Podoliak / G H U Lamm / E Marin / A V Schellbach / D A Fedotov / A Stetsenko / M Asido / N Maliar / G Bourenkov / T Balandin / C Baeken / R Astashkin / T R Schneider / A Bateman / J Wachtveitl / I Schapiro / V Busskamp / A Guskov / V Gordeliy / A Alekseev / K Kovalev /
要旨: Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region ...Light-driven sodium pumps (NaRs) are unique ion-transporting microbial rhodopsins. The major group of NaRs is characterized by an NDQ motif and has two aspartic acid residues in the central region essential for sodium transport. Here we identify a subgroup of the NDQ rhodopsins bearing an additional glutamic acid residue in the close vicinity to the retinal Schiff base. We thoroughly characterize a member of this subgroup, namely the protein ErNaR from Erythrobacter sp. HL-111 and show that the additional glutamic acid results in almost complete loss of pH sensitivity for sodium-pumping activity, which is in contrast to previously studied NaRs. ErNaR is capable of transporting sodium efficiently even at acidic pH levels. X-ray crystallography and single particle cryo-electron microscopy reveal that the additional glutamic acid residue mediates the connection between the other two Schiff base counterions and strongly interacts with the aspartic acid of the characteristic NDQ motif. Hence, it reduces its pKa. Our findings shed light on a subgroup of NaRs and might serve as a basis for their rational optimization for optogenetics.
履歴
登録2023年9月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年4月24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: Bacteriorhodopsin-like protein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)37,10419
ポリマ－32,0181
非ポリマー5,08618
水2,018112
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_555x,y,z1
Buried area6740 Å2
ΔGint32 kcal/mol
Surface area12760 Å2
単位格子
Length a, b, c (Å)53.382, 53.382, 364.842
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 120.00
Int Tables number178
Space group name H-MP6122
Components on special symmetry positions
IDモデル要素
11A-414-

LFA

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要素

#1: タンパク質 Bacteriorhodopsin-like protein


分子量: 32018.041 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Erythrobacter (バクテリア) / 遺伝子: SAMN04515621_2824 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A1H1XA63
#2: 化合物
ChemComp-LFA / EICOSANE / LIPID FRAGMENT / イコサン


分子量: 282.547 Da / 分子数: 16 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H42
#3: 化合物 ChemComp-OLA / OLEIC ACID / オレイン酸


分子量: 282.461 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C18H34O2
#4: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 112 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
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: X線回折 / 使用した結晶の数: 1

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試料調製

結晶マシュー密度: 2.34 Å3/Da / 溶媒含有率: 47.51 %
結晶化温度: 293 K / 手法: 脂質キュービック相法 / pH: 8.8
詳細: 0.1M sodium acetate, 10% PEG550MME, soaked in 0.1M Tris-HCl pH 8.8, 10% PEG550MME prior to crystal harvesting.

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データ収集

回折平均測定温度: 100 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: PETRA III, EMBL c/o DESY / ビームライン: P14 (MX2) / 波長: 0.976 Å
検出器タイプ: DECTRIS EIGER X 16M / 検出器: PIXEL / 日付: 2022年2月21日
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長波長: 0.976 Å / 相対比: 1
反射解像度: 1.707→46.23 Å / Num. obs: 26414 / % possible obs: 94.66 % / 冗長度: 37.6 % / CC1/2: 0.9991 / Rpim(I) all: 0.038 / Net I/σ(I): 13.769
反射 シェル解像度: 1.707→1.875 Å / Mean I/σ(I) obs: 1.59 / Num. unique obs: 1321 / CC1/2: 0.7444 / Rpim(I) all: 0.518

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
REFMAC5.8.0267精密化
MOLREP位相決定
XDSデータ削減
STARANISOデータスケーリング
精密化構造決定の手法: 分子置換 / 解像度: 1.71→20 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.962 / Cor.coef. Fo:Fc free: 0.948 / SU B: 2.793 / SU ML: 0.087 / 交差検証法: THROUGHOUT / ESU R: 0.144 / ESU R Free: 0.133 / 立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD / 詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射Selection details
Rfree0.21819 1304 4.9 %RANDOM
Rwork0.18271 ---
obs0.18443 25066 75.49 %-
溶媒の処理イオンプローブ半径: 0.8 Å / 減衰半径: 0.8 Å / VDWプローブ半径: 1.2 Å / 溶媒モデル: MASK
原子変位パラメータBiso mean: 29.838 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1-0.27 Å20.14 Å20 Å2
2--0.27 Å2-0 Å2
3----0.89 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 解像度: 1.71→20 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数2168 0 214 112 2494
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
X-RAY DIFFRACTIONr_bond_refined_d0.0030.0132473
X-RAY DIFFRACTIONr_bond_other_d00.0152542
X-RAY DIFFRACTIONr_angle_refined_deg1.0461.6453301
X-RAY DIFFRACTIONr_angle_other_deg1.1131.5495823
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_1_deg5.1355279
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_2_deg30.6820.42119
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_3_deg13.51515317
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_4_deg13.0131513
X-RAY DIFFRACTIONr_chiral_restr0.0490.2283
X-RAY DIFFRACTIONr_gen_planes_refined0.0030.022643
X-RAY DIFFRACTIONr_gen_planes_other0.0010.02607
X-RAY DIFFRACTIONr_nbd_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_nbd_other
X-RAY DIFFRACTIONr_nbtor_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_nbtor_other
X-RAY DIFFRACTIONr_xyhbond_nbd_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_xyhbond_nbd_other
X-RAY DIFFRACTIONr_metal_ion_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_metal_ion_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_vdw_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_vdw_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_hbond_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_hbond_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_metal_ion_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_metal_ion_other
X-RAY DIFFRACTIONr_mcbond_it2.8282.7161107
X-RAY DIFFRACTIONr_mcbond_other2.8122.7121106
X-RAY DIFFRACTIONr_mcangle_it3.8044.0611389
X-RAY DIFFRACTIONr_mcangle_other3.8084.0661390
X-RAY DIFFRACTIONr_scbond_it3.6763.3951366
X-RAY DIFFRACTIONr_scbond_other3.6813.3961367
X-RAY DIFFRACTIONr_scangle_it
X-RAY DIFFRACTIONr_scangle_other5.4494.8051913
X-RAY DIFFRACTIONr_long_range_B_refined6.72233.1812828
X-RAY DIFFRACTIONr_long_range_B_other6.72833.1922829
X-RAY DIFFRACTIONr_rigid_bond_restr
X-RAY DIFFRACTIONr_sphericity_free
X-RAY DIFFRACTIONr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 1.712→1.756 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0.348 4 -
Rwork0.384 80 -
obs--3.42 %

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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://pdbjlvh1.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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