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- PDB-8s2t: Cryo-EM structure of cell-free synthesized Human beta-1 adrenergi... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8s2t
タイトルCryo-EM structure of cell-free synthesized Human beta-1 adrenergic receptor cotranslationally inserted into a lipidic nanodiscs
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 2
  • Beta-1 adrenergic receptor
  • Isoform Gnas-2 of Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short
  • Nanobody-35
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Signal transduction / GPCR / co-translational nanodisc insertion / G-protein
機能・相同性
機能・相同性情報


beta-adrenergic receptor activity / positive regulation of heart rate by epinephrine-norepinephrine / positive regulation of the force of heart contraction by epinephrine-norepinephrine / beta1-adrenergic receptor activity / G protein-coupled neurotransmitter receptor activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / alpha-2A adrenergic receptor binding / regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / fear response / norepinephrine-epinephrine-mediated vasodilation involved in regulation of systemic arterial blood pressure / heat generation ...beta-adrenergic receptor activity / positive regulation of heart rate by epinephrine-norepinephrine / positive regulation of the force of heart contraction by epinephrine-norepinephrine / beta1-adrenergic receptor activity / G protein-coupled neurotransmitter receptor activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / alpha-2A adrenergic receptor binding / regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / fear response / norepinephrine-epinephrine-mediated vasodilation involved in regulation of systemic arterial blood pressure / heat generation / Adrenoceptors / negative regulation of multicellular organism growth / diet induced thermogenesis / PKA activation in glucagon signalling / developmental growth / hair follicle placode formation / D1 dopamine receptor binding / neuronal dense core vesicle / intracellular transport / brown fat cell differentiation / vascular endothelial cell response to laminar fluid shear stress / renal water homeostasis / activation of adenylate cyclase activity / Hedgehog 'off' state / adenylate cyclase-activating adrenergic receptor signaling pathway / cellular response to glucagon stimulus / regulation of insulin secretion / response to cold / adenylate cyclase activator activity / trans-Golgi network membrane / PDZ domain binding / negative regulation of inflammatory response to antigenic stimulus / bone development / platelet aggregation / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Schaffer collateral - CA1 synapse / cognition / Olfactory Signaling Pathway / 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 / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / 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 / photoreceptor disc membrane / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / 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 / G alpha (q) signalling events / 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 / Ras protein signal transduction / early endosome / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / positive regulation of MAPK cascade / G protein-coupled receptor signaling pathway / protein heterodimerization activity / lysosomal membrane / GTPase activity / synapse / GTP binding
類似検索 - 分子機能
Beta 1 adrenoceptor / Adrenoceptor family / G-protein alpha subunit, group S / 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 ...Beta 1 adrenoceptor / Adrenoceptor family / G-protein alpha subunit, group S / 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
ISOPRENALINE / Beta-1 adrenergic receptor / 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
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Lama glama (ラマ)
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: 3.3 Å
データ登録者Merino, F. / Koeck, Z. / Ermel, U. / Dahlhaus, P. / Doetsch, V. / Kubicek, J. / Frangakis, A.S. / Hilger, D. / Bernhard, F.
資金援助 ドイツ, 2件
組織認可番号国
German Research Foundation (DFG)BE1911/9-1 ドイツ
German Research Foundation (DFG)FR 1653/12-2 ドイツ
引用ジャーナル: Structure / 年: 2025
タイトル: Cryo-EM structure of a cell-free synthesized full-length human β1-adrenergic receptor in complex with G.
著者: Felipe Merino / Zoe Köck / Utz Ermel / Philipp Dahlhaus / Anna Grimm / Anja Seybert / Jan Kubicek / Achilleas S Frangakis / Volker Dötsch / Daniel Hilger / Frank Bernhard /
要旨: The third intracellular loop (ICL3) of the β1-adrenergic receptor (β1AR) plays a critical role in regulating G protein coupling, yet the structural basis has remained unclear due to truncations of ...The third intracellular loop (ICL3) of the β1-adrenergic receptor (β1AR) plays a critical role in regulating G protein coupling, yet the structural basis has remained unclear due to truncations of ICL3 in all available structures of the β1AR in complex with G or a G protein mimetic nanobody. To address this, we used cell-free cotranslational insertion of full-length human β1AR into nanodiscs and determined its cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure in complex with G. In this structure, ICL3 extends transmembrane helix 5, resulting in enhanced interactions with Gα and in a slight rotation of the engaged G protein. This repositioning enables new polar interactions between Gα, ICL2 and helix 8, while ICL1 and helix 8 form additional contacts with Gβ. These structural insights, supported by mutational analysis, demonstrate that ICL3 enhances G protein activation and downstream cAMP signaling by promoting more extensive interactions between the receptor and the heterotrimeric G protein.
履歴
登録2024年2月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年5月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Additional map / Part number: 1 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Additional map / Part number: 2 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Mask / Part number: 1 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Mask / Part number: 2 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年5月21日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年9月17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_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _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
A: Isoform Gnas-2 of Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
N: Nanobody-35
R: Beta-1 adrenergic receptor
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)155,6746
ポリマ－155,4635
非ポリマー2111
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
Buried area13240 Å2
ΔGint-60 kcal/mol
Surface area41570 Å2
手法PISA

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要素

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タンパク質 , 2種, 2分子 AR

#1: タンパク質 Isoform Gnas-2 of Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms short / Adenylate cyclase-stimulating G alpha protein


分子量: 44326.160 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: GNAS, GNAS1, GSP / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P63092
#5: タンパク質 Beta-1 adrenergic receptor / Beta-1 adrenoreceptor / Beta-1 adrenoceptor


分子量: 51130.328 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: Cell-free synthesized / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ADRB1, ADRB1R, B1AR / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P08588

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 2種, 2分子 BC

#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Transducin beta chain 1


分子量: 37728.152 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: 7563.750 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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抗体 / 非ポリマー , 2種, 2分子 N

#4: 抗体 Nanobody-35


分子量: 14714.320 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: 化合物 ChemComp-5FW / ISOPRENALINE


分子量: 211.258 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C11H17NO3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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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
ID名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1Complex between, human Beta-1 adrenergic receptor, Gs, and nanobody-35COMPLEXThe GPCR was produced cell-free and co-translationally inserted into a lipidic nanodisc. Additional Gs and Nanobody-35 during GPCR production leads to the full assembly of the complex.#1-#3, #5, #40RECOMBINANT
2Heterotrimeric Gs complexCOMPLEXProduced in T. ni cells for later in vitro assembly of full complex.#1-#31RECOMBINANT
3Beta-1 adrenergic receptorCOMPLEXcell-free synthesized gpcr co-translationally inserted into a nanodisc#51RECOMBINANT
4Nanobody-35COMPLEXNanobody that binds to Galpha-Gbeta#41RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
110.155 MDaNO
210.089 MDaNO
310.051 MDaNO
410.015 MDaNO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
32Homo sapiens (ヒト)9606
43Homo sapiens (ヒト)9606
54Lama glama (ラマ)9844
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Escherichia coli (大腸菌)562
32Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
43Escherichia coli (大腸菌)562
54Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.4
試料濃度: 0.7 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: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil 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: 286 K

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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
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）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: COMA FREE
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: 9 sec. / 電子線照射量: 65 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Quantum SE / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ詳細
1Topaz粒子像選択
4CTFFINDCTF補正
7UCSF ChimeraXモデルフィッティング
9Cootモデル精密化Manual corrections
10Rosettaモデル精密化Iterative rebuild plus relaxation
11RELION初期オイラー角割当
12RELION最終オイラー角割当
13RELION分類
14RELION３次元再構成
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: 235380
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 74266 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1

IDPDB-IDAccession code詳細Initial refinement model-IDSource nameタイプ
16E3Y

6e3y

6E3YUsed for Gs and Nb351PDBexperimental model
2USed for beta-1 ARAlphaFoldin silico model

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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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