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- PDB-8sgi: Cryo-EM structure of human NCX1 in complex with SEA0400 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8sgi
タイトルCryo-EM structure of human NCX1 in complex with SEA0400
要素
  • Fab heavy chain
  • Fab light chain
  • Sodium/calcium exchanger 1
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Na/Ca exchanger / sodium calcium exchanger
機能・相同性
機能・相同性情報


relaxation of smooth muscle / calcium:sodium antiporter activity / vascular associated smooth muscle contraction / regulation of cell communication by electrical coupling / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / calcium ion export / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / sodium ion export across plasma membrane / regulation of the force of heart contraction / cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction ...relaxation of smooth muscle / calcium:sodium antiporter activity / vascular associated smooth muscle contraction / regulation of cell communication by electrical coupling / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / calcium ion export / membrane depolarization during cardiac muscle cell action potential / sodium ion export across plasma membrane / regulation of the force of heart contraction / cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / intracellular sodium ion homeostasis / sodium ion import across plasma membrane / calcium ion import / calcium ion transport into cytosol / Sodium/Calcium exchangers / cardiac muscle cell development / regulation of cardiac muscle contraction by calcium ion signaling / Reduction of cytosolic Ca++ levels / ankyrin binding / relaxation of cardiac muscle / calcium ion transmembrane import into cytosol / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / cellular response to caffeine / positive regulation of the force of heart contraction / calcium ion import across plasma membrane / intercalated disc / regulation of cardiac conduction / positive regulation of bone mineralization / regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion / calcium ion homeostasis / Ion homeostasis / cytoskeletal protein binding / monoatomic ion transport / cardiac muscle contraction / muscle contraction / axon terminus / response to muscle stretch / T-tubule / sodium ion transmembrane transport / regulation of heart rate / cell periphery / cellular response to reactive oxygen species / sarcolemma / calcium ion transmembrane transport / Z disc / intracellular calcium ion homeostasis / regulation of gene expression / transmembrane transporter binding / postsynapse / calmodulin binding / postsynaptic density / axon / neuronal cell body / synapse / dendrite / calcium ion binding / nucleoplasm / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sodium/calcium exchanger, isoform 1 / Sodium/calcium exchanger protein / Sodium/calcium exchanger domain, C-terminal extension / : / C-terminal extension of sodium/calcium exchanger domain / Na-Ca exchanger/integrin-beta4 / Calx-beta domain / Domains in Na-Ca exchangers and integrin-beta4 / Sodium/calcium exchanger membrane region / NCX, central ion-binding domain superfamily ...Sodium/calcium exchanger, isoform 1 / Sodium/calcium exchanger protein / Sodium/calcium exchanger domain, C-terminal extension / : / C-terminal extension of sodium/calcium exchanger domain / Na-Ca exchanger/integrin-beta4 / Calx-beta domain / Domains in Na-Ca exchangers and integrin-beta4 / Sodium/calcium exchanger membrane region / NCX, central ion-binding domain superfamily / Sodium/calcium exchanger protein / CalX-like domain superfamily / DnaJ domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-EKY / Sodium/calcium exchanger 1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 2.9 Å
データ登録者Xue, J. / Jiang, Y.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM140892 米国
Welch FoundationI-1578 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用
ジャーナル: Elife / 年: 2025
タイトル: Structural mechanisms of PIP activation and SEA0400 inhibition in human cardiac sodium-calcium exchanger NCX1.
著者: Jing Xue / Weizhong Zeng / Scott John / Nicole Attiq / Michela Ottolia / Youxing Jiang /
要旨: Na/Ca exchangers (NCXs) transport Ca across the plasma membrane in exchange for Na and play a vital role in maintaining cellular Ca homeostasis. Our previous structural study of human cardiac NCX1 ...Na/Ca exchangers (NCXs) transport Ca across the plasma membrane in exchange for Na and play a vital role in maintaining cellular Ca homeostasis. Our previous structural study of human cardiac NCX1 (HsNCX1) reveals the overall architecture of the eukaryotic exchanger and the formation of the inactivation assembly by the intracellular regulatory domain that underlies the cytosolic Na-dependent inactivation and Ca activation of NCX1. Here, we present the cryo-EM structures of HsNCX1 in complex with a physiological activator phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP), or pharmacological inhibitor SEA0400, that enhances the inactivation of the exchanger. We demonstrate that PIP binding stimulates NCX1 activity by inducing a conformational change at the interface between the transmembrane (TM) and cytosolic domains that destabilizes the inactivation assembly. In contrast, SEA0400 binding in the TM domain of NCX1 stabilizes the exchanger in an inward-facing conformation that facilitates the formation of the inactivation assembly, thereby promoting the Na-dependent inactivation of NCX1. Thus, this study reveals the structural basis of PIP activation and SEA0400 inhibition of NCX1 and provides some mechanistic understandings of cellular regulation and pharmacology of NCX family proteins.
#1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Structural mechanisms of PIP activation and SEA0400 inhibition in human cardiac sodium-calcium exchanger NCX1.
著者: Jing Xue / Weizhong Zeng / Scott John / Nicole Attiq / Michela Ottolia / Youxing Jiang /
要旨: Na/Ca exchangers (NCXs) transport Ca across the plasma membrane in exchange for Na and play a vital role in maintaining cellular Ca homeostasis. Our previous structural study of human cardiac NCX1 ...Na/Ca exchangers (NCXs) transport Ca across the plasma membrane in exchange for Na and play a vital role in maintaining cellular Ca homeostasis. Our previous structural study of human cardiac NCX1 (HsNCX1) reveals the overall architecture of the eukaryotic exchanger and the formation of the inactivation assembly by the intracellular regulatory domain that underlies the cytosolic Na-dependent inactivation and Ca activation of NCX1. Here we present the cryo-EM structures of HsNCX1 in complex with a physiological activator phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP), or pharmacological inhibitor SEA0400 that enhances the inactivation of the exchanger. We demonstrate that PIP binding stimulates NCX1 activity by inducing a conformational change at the interface between the TM and cytosolic domains that destabilizes the inactivation assembly. In contrast, SEA0400 binding in the TM domain of NCX1 stabilizes the exchanger in an inward-facing conformation that facilitates the formation of the inactivation assembly, thereby promoting the Na-dependent inactivation of NCX1. Thus, this study reveals the structural basis of PIP activation and SEA0400 inhibition of NCX1 and provides some mechanistic understandings of cellular regulation and pharmacology of NCX family proteins.
履歴
登録2023年4月12日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年4月24日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年4月24日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02024年4月24日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年11月6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
改定 1.22025年3月5日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
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改定 1.12025年3月5日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _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
改定 1.32025年4月9日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin / Item: _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.42025年5月28日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / em_software / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.22025年5月28日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data processing / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_software / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.52025年6月4日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Item: _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: Sodium/calcium exchanger 1
L: Fab light chain
H: Fab heavy chain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)158,03813
ポリマ－157,3573
非ポリマー68110
水181
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, gel filtration
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 , 1種, 1分子 A

#1: タンパク質 Sodium/calcium exchanger 1 / Na(+)/Ca(2+)-exchange protein 1 / Solute carrier family 8 member 1


分子量: 109181.070 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: SLC8A1, CNC, NCX1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P32418

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抗体 , 2種, 2分子 LH

#2: 抗体 Fab light chain


分子量: 21740.082 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ)
#3: 抗体 Fab heavy chain


分子量: 26435.598 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ)

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非ポリマー , 4種, 11分子

#4: 化合物 ChemComp-EKY / 2-{4-[(2,5-difluorophenyl)methoxy]phenoxy}-5-ethoxyaniline / SEA-0400


分子量: 371.377 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H19F2NO3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION / カルシウムジカチオン


分子量: 40.078 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-NA / SODIUM ION / ナトリウムカチオン


分子量: 22.990 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Na / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1human NCX1-SEA0400 in complex with antibody Fab fragmentCOMPLEX#1-#30MULTIPLE SOURCES
2human cardiac sodium calcium exchanger NCX1 in complex with SEA0400COMPLEX#11RECOMBINANT
3antibody Fab fragmentCOMPLEX#2-#31NATURAL
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Homo sapiens (ヒト)9606
23Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.4
試料包埋: 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: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE

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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: FEI TITAN 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 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

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化
EMソフトウェア名称: PHENIX / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 368227 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0047864
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.67610676
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d5.5741052
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0481216
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061334

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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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