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- PDB-9dfx: Cryo-EM structure of a SUR1/Kir6.2 ATP-sensitive potassium channe... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9dfx
タイトルCryo-EM structure of a SUR1/Kir6.2 ATP-sensitive potassium channel in the presence of Aekatperone in the closed conformation
要素
  • ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
  • SUR1
キーワードTRANSPORT PROTEIN / ATP-sensitive potassium channel / KATP channel / SUR1 / Kir6.2 / potassium transport / metabolic sensor / congenital hyperinsulinism / trafficking / pharmacochaperone
機能・相同性
機能・相同性情報


Regulation of insulin secretion / ATP sensitive Potassium channels / ABC-family proteins mediated transport / ATP-activated inward rectifier potassium channel activity / response to resveratrol / inward rectifying potassium channel / sulfonylurea receptor activity / ventricular cardiac muscle tissue development / cell body fiber / CAMKK-AMPK signaling cascade ...Regulation of insulin secretion / ATP sensitive Potassium channels / ABC-family proteins mediated transport / ATP-activated inward rectifier potassium channel activity / response to resveratrol / inward rectifying potassium channel / sulfonylurea receptor activity / ventricular cardiac muscle tissue development / cell body fiber / CAMKK-AMPK signaling cascade / voltage-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of presynaptic membrane potential / regulation of monoatomic ion transmembrane transport / ATPase-coupled monoatomic cation transmembrane transporter activity / inward rectifier potassium channel activity / nervous system process / : / ankyrin binding / Ion homeostasis / response to ATP / response to stress / response to testosterone / potassium ion import across plasma membrane / action potential / intercalated disc / axolemma / voltage-gated potassium channel activity / ABC-type transporter activity / cellular response to nutrient levels / heat shock protein binding / potassium ion transmembrane transport / T-tubule / regulation of insulin secretion / acrosomal vesicle / response to ischemia / determination of adult lifespan / regulation of membrane potential / positive regulation of protein localization to plasma membrane / cellular response to glucose stimulus / negative regulation of insulin secretion / sarcolemma / potassium ion transport / cellular response to nicotine / glucose metabolic process / cellular response to tumor necrosis factor / nuclear envelope / response to estradiol / presynaptic membrane / transmembrane transporter binding / response to hypoxia / endosome / response to xenobiotic stimulus / neuronal cell body / apoptotic process / glutamatergic synapse / protein-containing complex / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Potassium channel, inwardly rectifying, Kir6.2 / ATP-binding cassette subfamily C member 8 / Sulphonylurea receptor / 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 / : ...Potassium channel, inwardly rectifying, Kir6.2 / ATP-binding cassette subfamily C member 8 / Sulphonylurea receptor / 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 / : / ABC transporter transmembrane region / ABC transporter type 1, transmembrane domain / ABC transporter integral membrane type-1 fused domain profile. / ABC transporter type 1, transmembrane domain superfamily / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. / Immunoglobulin E-set / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
: / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / : / ATP-binding cassette sub-family C member 8 / ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ)
Mesocricetus auratus (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: 4.1 Å
データ登録者Driggers, C.M. / ElSheikh, A. / Shyng, S.-L.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease (NIH/NIDDK)DK066485 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM129547 米国
引用
ジャーナル: Elife / 年: 2025
タイトル: AI-based discovery and cryoEM structural elucidation of a K channel pharmacochaperone.
著者: Assmaa Elsheikh / Camden M Driggers / Ha H Truong / Zhongying Yang / John Allen / Niel M Henriksen / Katarzyna Walczewska-Szewc / Show-Ling Shyng /
要旨: Pancreatic K channel trafficking defects underlie congenital hyperinsulinism (CHI) cases unresponsive to the K channel opener diazoxide, the mainstay medical therapy for CHI. Current clinically used ...Pancreatic K channel trafficking defects underlie congenital hyperinsulinism (CHI) cases unresponsive to the K channel opener diazoxide, the mainstay medical therapy for CHI. Current clinically used K channel inhibitors have been shown to act as pharmacochaperones and restore surface expression of trafficking mutants; however, their therapeutic utility for K trafficking-impaired CHI is hindered by high affinity binding, which limits functional recovery of rescued channels. Recent structural studies of K channels employing cryo-electron microscopy (cryoEM) have revealed a promiscuous pocket where several known K pharmacochaperones bind. The structural knowledge provides a framework for discovering K channel pharmacochaperones with desired reversible inhibitory effects to permit functional recovery of rescued channels. Using an AI-based virtual screening technology AtomNet followed by functional validation, we identified a novel compound, termed Aekatperone, which exhibits chaperoning effects on K channel trafficking mutations. Aekatperone reversibly inhibits K channel activity with a half-maximal inhibitory concentration (IC) ~9 μM. Mutant channels rescued to the cell surface by Aekatperone showed functional recovery upon washout of the compound. CryoEM structure of K bound to Aekatperone revealed distinct binding features compared to known high affinity inhibitor pharmacochaperones. Our findings unveil a K pharmacochaperone enabling functional recovery of rescued channels as a promising therapeutic for CHI caused by K trafficking defects.
#1: ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: AI-Based Discovery and CryoEM Structural Elucidation of a KATP Channel Pharmacochaperone
著者: ElSheikh, A. / Driggers, C.M. / Truong, H.H. / Yang, Z. / Allen, J. / Henriksen, N. / Walczewska-Szewc, K. / Shyng, S.L.
履歴
登録2024年8月30日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年2月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年4月9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: ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
E: SUR1
B: ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
C: ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
D: ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)355,33518
ポリマ－351,9445
非ポリマー3,39113
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
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
d_1ens_1(chain "A" and resid 31 through 401)
d_2ens_1(chain "B" and resid 31 through 401)
d_3ens_1(chain "C" and resid 31 through 401)
d_4ens_1chain "D"

NCSドメイン領域:

Ens-ID: ens_1

Dom-IDComponent-IDBeg auth comp-IDBeg label comp-IDEnd auth comp-IDEnd label comp-IDAuth asym-IDLabel asym-IDAuth seq-IDLabel seq-ID
d_11ARGARGTHRTHRAA31 - 36031 - 360
d_12ATPATPATPATPAF401
d_21ARGARGTHRTHRBC31 - 36031 - 360
d_22ATPATPATPATPBM401
d_31ARGARGTHRTHRCD31 - 36031 - 360
d_32ATPATPATPATPCN401
d_41ARGARGTHRTHRDE31 - 36031 - 360
d_42ATPATPATPATPDR402

NCS oper:
IDCodeMatrixベクター
1given(-0.00563463434845, 0.99998362876, 0.000996547889498), (-0.9999750978, -0.00563034613736, -0.00425475995244), (-0.00424907938719, -0.00102049708984, 0.999990451909)1.05408251132, 541.191763077, 1.35723284756
2given(-0.999907372098, -0.012348598823, -0.00572357678575), (0.0123613557593, -0.99992117787, -0.00219884753933), (-0.00569597295511, -0.00226939503356, 0.999981202692)542.992717482, 535.853486981, 2.25008101076
3given(0.000100208513615, -0.999998972123, -0.00143028388835), (0.999998926948, 9.81179060275E-5, 0.00146166850448), (-0.00146152666561, -0.00143042882521, 0.999997908904)538.768074367, -0.0923428612551, 0.852906133738

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要素

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タンパク質 , 2種, 5分子 ABCDE

#1: タンパク質
ATP-sensitive inward rectifier potassium channel 11 / BIR / Inward rectifier K(+) channel Kir6.2 / Potassium channel / inwardly rectifying subfamily J member 11


分子量: 43661.762 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 遺伝子: Kcnj11 / 細胞株 (発現宿主): INS-1 / 発現宿主: Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 参照: UniProt: P70673
#2: タンパク質 SUR1


分子量: 177296.578 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mesocricetus auratus (ネズミ) / Cell: Beta Cell / 器官: pancreas / 細胞株 (発現宿主): INS-1 / 発現宿主: Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 参照: UniProt: A0A1S4NYG1

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糖 , 1種, 1分子

#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: 合成 / 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 , 3種, 12分子

#3: 化合物
ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 507.181 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#4: 化合物
ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: K
#5: 化合物 ChemComp-A1A4F / N-[3-(cyclohexylmethyl)-1H-pyrazol-5-yl]-2-[(1H-imidazol-1-yl)methyl]benzene-1-sulfonamide


分子量: 399.510 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H25N5O2S / 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

構成要素名称: Kir6.2/SUR1 closed channel in complex with Aekatperone
タイプ: COMPLEX
詳細: Kir6.2/SUR1 KATP channel in the closed conformation in complex with ATP and Aekatperone
Entity ID: #1-#2 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.880 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
由来(組換発現)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ) / 細胞: INS-1 cells / プラスミド: recombinant adenovirus
緩衝液pH: 7.4 / 詳細: MSB with GDN, ATP and AKP
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1200 mMsodium chlorideNaCl1
2100 mMpotassium chlorideKCl1
350 mMHEPES pH 7.51
41 mMATP1
50.05 %GDN1
60.05 mMAekatperone1
試料濃度: 0.15 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Three microliters of purified Kir6.2-Q52R/FLAG-SUR1 were loaded onto Quantifoil R 1.2/1.3 Au 300 grids prepared with a fresh graphene oxide surface.
試料支持グリッドのタイプ: EMS Lacey Carbon
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK III / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 279 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
詳細: Titan Krios with Falcon K3 at the Pacific Northwest National Lab
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 81000 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: 70 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: 3.2 sec. / 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) / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 21012

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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
1cryoSPARC4.2.1粒子像選択
2SerialEM画像取得
4cryoSPARC4.2.1CTF補正
7Cootモデルフィッティング
9cryoSPARC4.2.1初期オイラー角割当
10cryoSPARC4.2.1最終オイラー角割当
11cryoSPARC4.2.1分類
12cryoSPARC4.2.1３次元再構成
13PHENIXモデル精密化
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: 78490
3次元再構成解像度: 4.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 78490 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT
原子モデル構築PDB-ID: 7TYS

7tys


Accession code: 7TYS / Source name: PDB / タイプ: experimental model
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 283.62 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.001320522
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.362228131
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.03853438
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00273528
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.8756684
Refine LS restraints NCS
Ens-IDDom-IDAsym-IDAuth asym-IDRefine-IDタイプRms dev position (Å)
ens_1d_2AAELECTRON MICROSCOPYNCS constraints3.68648949269E-10
ens_1d_3AAELECTRON MICROSCOPYNCS constraints2.26609059648E-11
ens_1d_4AAELECTRON MICROSCOPYNCS constraints3.82319038263E-10

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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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