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- PDB-8qql: Cryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 cha... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8qql
タイトルCryo-EM structure of the human inward-rectifier potassium 2.1 channel (Kir2.1) - R312H mutant
要素Inward rectifier potassium channel 2
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Ion channel / Potassium Channel / Kir channel
機能・相同性
機能・相同性情報


Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / magnesium ion transport / membrane repolarization during action potential / Phase 4 - resting membrane potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of membrane repolarization ...Sensory perception of sour taste / Classical Kir channels / regulation of skeletal muscle contraction via regulation of action potential / relaxation of skeletal muscle / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / magnesium ion transport / membrane repolarization during action potential / Phase 4 - resting membrane potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of membrane repolarization / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / regulation of resting membrane potential / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / inward rectifier potassium channel activity / regulation of monoatomic ion transmembrane transport / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / intracellular potassium ion homeostasis / regulation of cardiac muscle cell contraction / relaxation of cardiac muscle / potassium ion import across plasma membrane / regulation of heart rate by cardiac conduction / intercalated disc / voltage-gated potassium channel complex / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / potassium ion transmembrane transport / T-tubule / potassium ion transport / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / cellular response to mechanical stimulus / protein homotetramerization / dendritic spine / postsynaptic membrane / neuronal cell body / glutamatergic synapse / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, inwardly rectifying, Kir2.1 / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, N-terminal / Inward rectifier potassium channel N-terminal / Potassium channel, inwardly rectifying, transmembrane domain / Inward rectifier potassium channel transmembrane domain / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir, cytoplasmic / Potassium channel, inwardly rectifying, Kir / Inward rectifier potassium channel, C-terminal / Inward rectifier potassium channel C-terminal domain / Immunoglobulin E-set
類似検索 - ドメイン・相同性
Inward rectifier potassium channel 2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 6 Å
データ登録者Fernandes, C.A.H. / Zuniga, D. / Venien-Bryan, C.
資金援助 フランス, European Union, 2件
組織認可番号国
The French Muscular Dystrophy Telethon (AFM-Telethon)#23207 フランス
H2020 Marie Curie Actions of the European Commission101026386European Union
引用ジャーナル: FASEB J / 年: 2024
タイトル: Biochemical, biophysical, and structural investigations of two mutants (C154Y and R312H) of the human Kir2.1 channel involved in the Andersen-Tawil syndrome.
著者: Dania Zuniga / Andreas Zoumpoulakis / Rafael F Veloso / Laurie Peverini / Sophie Shi / Alexandre Pozza / Valérie Kugler / Françoise Bonneté / Tahar Bouceba / Renaud Wagner / Pierre-Jean ...著者: Dania Zuniga / Andreas Zoumpoulakis / Rafael F Veloso / Laurie Peverini / Sophie Shi / Alexandre Pozza / Valérie Kugler / Françoise Bonneté / Tahar Bouceba / Renaud Wagner / Pierre-Jean Corringer / Carlos A H Fernandes / Catherine Vénien-Bryan /
要旨: Inwardly rectifying potassium (Kir) channels play a pivotal role in physiology by establishing, maintaining, and regulating the resting membrane potential of the cells, particularly contributing to ...Inwardly rectifying potassium (Kir) channels play a pivotal role in physiology by establishing, maintaining, and regulating the resting membrane potential of the cells, particularly contributing to the cellular repolarization of many excitable cells. Dysfunction in Kir2.1 channels is implicated in several chronic and debilitating human diseases for which there are currently no effective treatments. Specifically, Kir2.1-R312H and Kir2.1-C154Y mutations are associated with Andersen-Tawil syndrome (ATS) in humans. We have investigated the impact of these two mutants in the trafficking of the channel to the cell membrane and function in Xenopus laevis oocytes. Despite both mutations being trafficked to the cell membrane at different extents and capable of binding PIP (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate), the main modulator for channel activity, they resulted in defective channels that do not display K current, albeit through different molecular mechanisms. Coexpression studies showed that R312H and C154Y are expressed and associated with the WT subunits. While WT subunits could rescue R312H dysfunction, the presence of a unique C154Y subunit disrupts the function of the entire complex, which is a typical feature of mutations with a dominant-negative effect. Molecular dynamics simulations showed that Kir2.1-C154Y mutation induces a loss in the structural plasticity of the selectivity filter, impairing the K flow. In addition, the cryo-EM structure of the Kir2.1-R312H mutant has been reconstructed. This study identified the molecular mechanisms by which two ATS-causing mutations impact Kir2.1 channel function and provide valuable insights that can guide potential strategies for the development of future therapeutic interventions for ATS.
履歴
登録2023年10月5日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年12月4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
B: Inward rectifier potassium channel 2
C: Inward rectifier potassium channel 2
D: Inward rectifier potassium channel 2
A: Inward rectifier potassium channel 2


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)144,5954
ポリマ－144,5954
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_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質
Inward rectifier potassium channel 2 / Cardiac inward rectifier potassium channel / Inward rectifier K(+) channel Kir2.1 / IRK-1 / hIRK1 / ...Cardiac inward rectifier potassium channel / Inward rectifier K(+) channel Kir2.1 / IRK-1 / hIRK1 / Potassium channel / inwardly rectifying subfamily J member 2


分子量: 36148.816 Da / 分子数: 4 / 変異: R312H / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNJ2, IRK1 / 発現宿主: Komagataella pastoris (菌類) / 参照: UniProt: P63252
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: Human inward-rectifier potassium 2.1 channel (Kir2.1) containing the Andersen-syndrome related mutation R312H
タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Komagataella pastoris (菌類)
緩衝液pH: 7.4
詳細: 20 mM Tris-HCl pH 7.4, 150 mM KCl, 1 mM EDTA, 0.59 mM DDM
緩衝液成分濃度: 20 mM / 名称: Tris(hydroxymethyl)aminomethane hydrochloride / 式: tris-hcl
試料濃度: 0.6 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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 / 詳細: Blotting force 0, blotting time 3s

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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: TFS KRIOS
詳細: Preliminary grid screening was performed manually at a Glacios 2 microscope.
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 / 倍率（公称値）: 165000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1200 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: BASIC
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 2.35 sec. / 電子線照射量: 40 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 10762
電子光学装置エネルギーフィルター名称: TFS Selectris X

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARC4.2.1粒子像選択
2EPU2.11画像取得
7PHENIX1.20.1_4487モデルフィッティング
8NAMD1モデルフィッティングOn-line version of NAMDinator software
10PHENIX1.20.1_4487モデル精密化
11cryoSPARC4.2.1初期オイラー角割当
12cryoSPARC4.2.1最終オイラー角割当
13cryoSPARC4.2.1分類
14cryoSPARC4.2.1３次元再構成
CTF補正タイプ: NONE
粒子像の選択選択した粒子像数: 2787753
詳細: A blob picking followed by 2D classification was performed to generate templates for automated template-picking. Initially, 2,787,753 particles were selected after template-picking, which ...詳細: A blob picking followed by 2D classification was performed to generate templates for automated template-picking. Initially, 2,787,753 particles were selected after template-picking, which were submitted to three rounds do 2D classification to remove false picks, ice contamination and classes with unclear features.
対称性点対称性: C4 (4回回転対称)
3次元再構成解像度: 6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 146539 / クラス平均像の数: 4 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 7zdz

7zdz


Accession code: 7zdz / Chain residue range: 195-367 / Pdb chain residue range: 195-367 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00310096
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.82213684
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.4511316
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0491556
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061716

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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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