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- PDB-9bvp: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase with TMG2 propeptide and gl... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9bvp
タイトルVitamin K-dependent gamma-carboxylase with TMG2 propeptide and glutamate-rich region and with vitamin K hydroquinone
要素
  • Transmembrane gamma-carboxyglutamic acid protein 2
  • Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
キーワードMEMBRANE PROTEIN / LYASE/SUBSTRATE / GGCX / VKGC / Vitamin K / VKCFD / Hemophilia B / Warfarin / Carboxylation / Blood Coagulaton / Calcium homeostasis / TMG / LYASE-SUBSTRATE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / negative regulation of testosterone biosynthetic process / negative regulation of bone development / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / negative regulation of neurotransmitter secretion / Gamma-carboxylation of protein precursors / protein maturation ...peptidyl-glutamate 4-carboxylase / gamma-glutamyl carboxylase activity / negative regulation of testosterone biosynthetic process / negative regulation of bone development / Defective gamma-carboxylation of F9 / vitamin binding / vitamin K metabolic process / negative regulation of neurotransmitter secretion / Gamma-carboxylation of protein precursors / protein maturation / protein modification process / blood coagulation / endoplasmic reticulum lumen / serine-type endopeptidase activity / calcium ion binding / endoplasmic reticulum membrane / extracellular space / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / HTTM / : / : / HTTM domain / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase, lumenal domain / Horizontally Transferred TransMembrane Domain / : / Coagulation factor-like, Gla domain superfamily / RmlC-like cupin domain superfamily ...Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / HTTM / : / : / HTTM domain / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase, lumenal domain / Horizontally Transferred TransMembrane Domain / : / Coagulation factor-like, Gla domain superfamily / RmlC-like cupin domain superfamily / Vitamin K-dependent carboxylation/gamma-carboxyglutamic (GLA) domain / Gamma-carboxyglutamic acid-rich (GLA) domain / Gamma-carboxyglutamic acid-rich (GLA) domain superfamily / Vitamin K-dependent carboxylation domain. / Gla domain profile. / Domain containing Gla (gamma-carboxyglutamate) residues. / RmlC-like jelly roll fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-6PL / : / Transmembrane gamma-carboxyglutamic acid protein 2 / Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
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: 3.3 Å
データ登録者Li, W. / Liu, B. / Cao, Q.
資金援助 米国, 7件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL121718 米国
American Heart AssociationEstablished Investigator Award 米国
American Heart AssociationCollaborative Sciences Award 米国
W. M. Keck FoundationForefront of Science Award 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalMCII 2020-854 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI158500 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM131008 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Molecular basis of vitamin-K-driven γ-carboxylation at the membrane interface.
著者: Qing Cao / Aaron Ammerman / Mierxiati Saimi / Zongtao Lin / Guomin Shen / Huaping Chen / Jie Sun / Mengqi Chai / Shixuan Liu / Fong-Fu Hsu / Andrzej M Krezel / Michael L Gross / Jinbin Xu / ...著者: Qing Cao / Aaron Ammerman / Mierxiati Saimi / Zongtao Lin / Guomin Shen / Huaping Chen / Jie Sun / Mengqi Chai / Shixuan Liu / Fong-Fu Hsu / Andrzej M Krezel / Michael L Gross / Jinbin Xu / Benjamin A Garcia / Bin Liu / Weikai Li /
要旨: The γ-carboxylation of glutamate residues enables Ca-mediated membrane assembly of protein complexes that support broad physiological functions, including haemostasis, calcium homeostasis, immune ...The γ-carboxylation of glutamate residues enables Ca-mediated membrane assembly of protein complexes that support broad physiological functions, including haemostasis, calcium homeostasis, immune response and endocrine regulation. Modulating γ-carboxylation levels provides prevalent treatments for haemorrhagic and thromboembolic diseases. This unique post-translational modification requires vitamin K hydroquinone (KH) to drive highly demanding reactions catalysed by the membrane-integrated γ-carboxylase (VKGC). Here, to decipher the underlying mechanisms, we determined cryo-electron microscopy structures of human VKGC in unbound form, with KH and four haemostatic and non-haemostatic proteins possessing propeptides and glutamate-rich domains in different carboxylation states. VKGC recognizes substrate proteins through knob-and-hole interactions with propeptides, thereby bringing tethered glutamate-containing segments for processive carboxylation within a large chamber that provides steric control. Propeptide binding also triggers a global conformational change to signal VKGC activation. Through sequential deprotonation and KH epoxidation, VKGC generates a free hydroxide ion as an exceptionally strong base that is required to deprotonate the γ-carbon of glutamate for CO addition. The diffusion of this superbase-protected and guided by a sealed hydrophobic tunnel-elegantly resolves the challenge of coupling KH epoxidation to γ-carboxylation across the membrane interface. These structural insights and extensive functional experiments advance membrane enzymology and propel the development of treatments for γ-carboxylation disorders.
履歴
登録2024年5月20日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年1月22日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年3月12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
改定 1.22025年3月19日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.32025年3月26日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.title / _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: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase
P: Transmembrane gamma-carboxyglutamic acid protein 2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)101,9669
ポリマ－98,4932
非ポリマー3,4737
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

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タンパク質 , 2種, 2分子 AP

#1: タンパク質 Vitamin K-dependent gamma-carboxylase / Gamma-glutamyl carboxylase / Peptidyl-glutamate 4-carboxylase / Vitamin K gamma glutamyl carboxylase


分子量: 85092.758 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: GGCX, GC / 細胞株 (発現宿主): HEK293S / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P38435, peptidyl-glutamate 4-carboxylase
#2: タンパク質 Transmembrane gamma-carboxyglutamic acid protein 2 / Proline-rich gamma-carboxyglutamic acid protein 2 / Proline-rich Gla protein 2


分子量: 13399.892 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: PRRG2, PRGP2, TMG2 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O14669

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糖 , 2種, 4分子

#3: 多糖 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}LINUCSPDB-CARE
#6: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

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非ポリマー , 2種, 3分子

#4: 化合物 ChemComp-A1AVC / vitamin K1 hydroquinone / 2-methyl-3-[(2E,7R,11R)-3,7,11,15-tetramethylhexadec-2-en-1-yl]naphthalene-1,4-diol


分子量: 452.712 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C31H48O2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物 ChemComp-6PL / (4S,7R)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-9-OXO-7-[(PALMITOYLOXY)METHYL]-3,5,8-TRIOXA-4-PHOSPHAHEXACOSAN-1-AMINIUM 4-OXIDE / 1-PALMITOYL-2-STEAROYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE


分子量: 763.100 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C42H85NO8P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: リン脂質*YM

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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

構成要素名称: Vitamin K-dependent gamma-carboxylase with Transmembrane gamma-carboxyglutamic acid protein 2 propeptide and Glu-rech region and with vitamin K hydroquinone
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.1125 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: Homo sapiens (ヒト) / 細胞: HEK293S / プラスミド: pEG BacMam
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMSodium chlorideNaCl1
220 mMHEPESC8H18N2O4S1
30.005 %Glyco-diosgeninC56H92O251
40.055 mMVitamin K hydroquinoneC31H48O21
51.84 mMSodium bicarbonateNaHCO31
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: COPPER / 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: LEICA EM GP / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 283.15 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）: 130000 X / 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 / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 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
最高温度: 77 K / 最低温度: 63 K
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 6226
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャン横: 4092 / 縦: 5760

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.21.1_5286: / 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: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 171392 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER / 空間: REAL
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0046406
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.6278684
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.6242501
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.039933
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061077

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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)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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