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- PDB-8u02: CryoEM structure of D2 dopamine receptor in complex with GoA KE m... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8u02
タイトルCryoEM structure of D2 dopamine receptor in complex with GoA KE mutant and dopamine
要素
  • D(2) dopamine 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(o) subunit alpha
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / Dopamine / DRD2 / Dominant Negative
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of dephosphorylation / negative regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / positive regulation of glial cell-derived neurotrophic factor production / acid secretion / dopamine neurotransmitter receptor activity, coupled via Gi/Go / nervous system process involved in regulation of systemic arterial blood pressure / response to histamine / regulation of synapse structural plasticity ...negative regulation of dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of dephosphorylation / negative regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / positive regulation of glial cell-derived neurotrophic factor production / acid secretion / dopamine neurotransmitter receptor activity, coupled via Gi/Go / nervous system process involved in regulation of systemic arterial blood pressure / response to histamine / regulation of synapse structural plasticity / regulation of locomotion involved in locomotory behavior / neuron-neuron synaptic transmission / adenohypophysis development / negative regulation of dopamine secretion / positive regulation of renal sodium excretion / negative regulation of cellular response to hypoxia / hyaloid vascular plexus regression / adenylate cyclase-inhibiting dopamine receptor signaling pathway / response to inactivity / regulation of potassium ion transport / orbitofrontal cortex development / cerebral cortex GABAergic interneuron migration / Dopamine receptors / negative regulation of neuron migration / dopamine binding / branching morphogenesis of a nerve / regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / positive regulation of growth hormone secretion / phospholipase C-activating dopamine receptor signaling pathway / peristalsis / heterotrimeric G-protein binding / drinking behavior / G protein-coupled receptor complex / grooming behavior / behavioral response to ethanol / auditory behavior / positive regulation of G protein-coupled receptor signaling pathway / striatum development / mu-type opioid receptor binding / dopaminergic synapse / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / positive regulation of urine volume / positive regulation of multicellular organism growth / G protein-coupled receptor internalization / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / non-motile cilium / vesicle docking involved in exocytosis / heterocyclic compound binding / response to iron ion / adult walking behavior / arachidonate secretion / G protein-coupled dopamine receptor signaling pathway / response to morphine / ciliary membrane / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / regulation of synaptic transmission, GABAergic / temperature homeostasis / pigmentation / positive regulation of neuroblast proliferation / positive regulation of cytokinesis / dopamine uptake involved in synaptic transmission / parallel fiber to Purkinje cell synapse / regulation of heart contraction / regulation of dopamine secretion / dopamine metabolic process / cellular response to ethanol / response to light stimulus / associative learning / positive regulation of receptor internalization / lateral plasma membrane / endocytic vesicle / G-protein alpha-subunit binding / neuroblast proliferation / negative regulation of protein secretion / long-term memory / potassium channel regulator activity / sperm flagellum / prepulse inhibition / response to axon injury / postsynaptic modulation of chemical synaptic transmission / behavioral response to cocaine / regulation of sodium ion transport / negative regulation of blood pressure / synapse assembly / cellular response to retinoic acid / adenylate cyclase regulator activity / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / axon terminus / release of sequestered calcium ion into cytosol / ionotropic glutamate receptor binding / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / acrosomal vesicle / negative regulation of phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B signal transduction / axonogenesis / muscle contraction / regulation of heart rate / negative regulation of innate immune response / negative regulation of cell migration / response to amphetamine
類似検索 - 分子機能
Dopamine D2 receptor / Dopamine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / 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 ...Dopamine D2 receptor / Dopamine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / 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
L-DOPAMINE / Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha / D(2) dopamine 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
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: 3.28 Å
データ登録者Krumm, B.E. / Kapolka, N.J. / Fay, J.F. / Roth, B.L.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)MH112205 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: A neurodevelopmental disorder mutation locks G proteins in the transitory pre-activated state.
著者: Kevin M Knight / Brian E Krumm / Nicholas J Kapolka / W Grant Ludlam / Meng Cui / Sepehr Mani / Iya Prytkova / Elizabeth G Obarow / Tyler J Lefevre / Wenyuan Wei / Ning Ma / Xi-Ping Huang / ...著者: Kevin M Knight / Brian E Krumm / Nicholas J Kapolka / W Grant Ludlam / Meng Cui / Sepehr Mani / Iya Prytkova / Elizabeth G Obarow / Tyler J Lefevre / Wenyuan Wei / Ning Ma / Xi-Ping Huang / Jonathan F Fay / Nagarajan Vaidehi / Alan V Smrcka / Paul A Slesinger / Diomedes E Logothetis / Kirill A Martemyanov / Bryan L Roth / Henrik G Dohlman /
要旨: Many neurotransmitter receptors activate G proteins through exchange of GDP for GTP. The intermediate nucleotide-free state has eluded characterization, due largely to its inherent instability. Here ...Many neurotransmitter receptors activate G proteins through exchange of GDP for GTP. The intermediate nucleotide-free state has eluded characterization, due largely to its inherent instability. Here we characterize a G protein variant associated with a rare neurological disorder in humans. Gα has a charge reversal that clashes with the phosphate groups of GDP and GTP. As anticipated, the purified protein binds poorly to guanine nucleotides yet retains wild-type affinity for G protein βγ subunits. In cells with physiological concentrations of nucleotide, Gα forms a stable complex with receptors and Gβγ, impeding effector activation. Further, we demonstrate that the mutant can be easily purified in complex with dopamine-bound D2 receptors, and use cryo-electron microscopy to determine the structure, including both domains of Gα, without nucleotide or stabilizing nanobodies. These findings reveal the molecular basis for the first committed step of G protein activation, establish a mechanistic basis for a neurological disorder, provide a simplified strategy to determine receptor-G protein structures, and a method to detect high affinity agonist binding in cells.
履歴
登録2023年8月28日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年8月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年8月21日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年8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 1.02024年8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 1.02024年8月21日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年8月21日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年8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 1.02024年8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 1.02024年8月21日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年8月21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20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 1.12025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

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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
R: D(2) dopamine receptor
B: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
A: 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
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)138,2185
ポリマ－138,0654
非ポリマー1531
水00
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, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 D(2) dopamine receptor


分子量: 50685.355 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: DRD2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P14416
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha


分子量: 40100.434 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: GNAO1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P09471
#3: 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: 39418.086 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P62873
#4: 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: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P59768
#5: 化合物 ChemComp-LDP / L-DOPAMINE / DOPAMINE / 2-(4-ヒドロキシ-5-オキシラトフェニル)-1-エタンアミニウム


分子量: 153.178 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H11NO2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: 薬剤*YM
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

構成要素名称: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) and dopamine
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.12 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 3.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
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）: 700 nm
撮影電子線照射量: 55 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

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: 3.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 153270 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0048150
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.88211041
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d9.5432958
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0491276
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0141397

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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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