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- PDB-9ed1: Cryo-EM structure of the human KCa3.1/calmodulin channel in compl... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9ed1
タイトルCryo-EM structure of the human KCa3.1/calmodulin channel in complex with Ca2+ and 1,4-dihydropyridine (DHP-103)
要素
  • Calmodulin-1
  • Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Ion channel / Membrane protein / Ca-binding protein
機能・相同性
機能・相同性情報


intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / Ca2+ activated K+ channels / stabilization of membrane potential / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / establishment of protein localization to mitochondrial membrane ...intermediate conductance calcium-activated potassium channel activity / saliva secretion / small conductance calcium-activated potassium channel activity / Ca2+ activated K+ channels / stabilization of membrane potential / macropinocytosis / calcium-activated potassium channel activity / regulation of calcium ion import across plasma membrane / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / establishment of protein localization to mitochondrial membrane / type 3 metabotropic glutamate receptor binding / establishment of protein localization to membrane / cell volume homeostasis / phospholipid translocation / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / presynaptic endocytosis / nitric-oxide synthase binding / positive regulation of T cell receptor signaling pathway / regulation of synaptic vesicle exocytosis / calcineurin-mediated signaling / adenylate cyclase binding / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / protein phosphatase activator activity / immune system process / detection of calcium ion / catalytic complex / regulation of synaptic vesicle endocytosis / regulation of cardiac muscle contraction / potassium channel activity / postsynaptic cytosol / cellular response to interferon-beta / phosphatidylinositol 3-kinase binding / calcium channel inhibitor activity / presynaptic cytosol / regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum / titin binding / sperm midpiece / regulation of calcium-mediated signaling / voltage-gated potassium channel complex / potassium ion transmembrane transport / calcium channel complex / regulation of heart rate / calyx of Held / response to amphetamine / adenylate cyclase activator activity / sarcomere / nitric-oxide synthase regulator activity / protein serine/threonine kinase activator activity / regulation of cytokinesis / positive regulation of protein secretion / spindle microtubule / calcium channel regulator activity / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / establishment of localization in cell / defense response / response to calcium ion / potassium ion transport / cellular response to type II interferon / G2/M transition of mitotic cell cycle / Schaffer collateral - CA1 synapse / ruffle membrane / spindle pole / calcium-dependent protein binding / calcium ion transport / myelin sheath / growth cone / protein phosphatase binding / protein homotetramerization / vesicle / transmembrane transporter binding / calmodulin binding / neuron projection / protein domain specific binding / neuronal cell body / calcium ion binding / centrosome / protein kinase binding / protein homodimerization activity / protein-containing complex / mitochondrion / nucleoplasm / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / EF-hand domain pair ...Calmodulin-binding domain / Potassium channel, calcium-activated, SK / SK, calmodulin-binding domain superfamily / Calmodulin binding domain / Calcium-activated SK potassium channel / Calmodulin binding domain / Potassium channel domain / Ion channel / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
: / Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4 / Calmodulin-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Rattus norvegicus (ドブネズミ)
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: 3.5 Å
データ登録者Nam, Y.W. / Zhang, M.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)4R33 NS101182-03 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)1R15 NS130420-01A1 米国
American Heart Association23AIREA1039423 米国
American Heart Association24CDA1260237 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Design and structural basis of selective 1,4-dihydropyridine inhibitors of the calcium-activated potassium channel K3.1.
著者: Seow Theng Ong / Young-Woo Nam / Joshua A Nasburg / Alena Ramanishka / Xuan Rui Ng / Zhong Zhuang / Stephanie Shee Min Goay / Hai M Nguyen / Latika Singh / Vikrant Singh / Alicia Rivera / M ...著者: Seow Theng Ong / Young-Woo Nam / Joshua A Nasburg / Alena Ramanishka / Xuan Rui Ng / Zhong Zhuang / Stephanie Shee Min Goay / Hai M Nguyen / Latika Singh / Vikrant Singh / Alicia Rivera / M Elaine Eyster / Yang Xu / Seth L Alper / Heike Wulff / Miao Zhang / K George Chandy /
要旨: The 1,4-dihydropyridines, drugs with well-established bioavailability and toxicity profiles, have proven efficacy in treating human hypertension, peripheral vascular disorders, and coronary artery ...The 1,4-dihydropyridines, drugs with well-established bioavailability and toxicity profiles, have proven efficacy in treating human hypertension, peripheral vascular disorders, and coronary artery disease. Every 1,4-dihydropyridine in clinical use blocks L-type voltage-gated calcium channels. We now report our development, using selective optimization of a side activity (SOSA), of a class of 1,4-dihydropyridines that selectively and potently inhibit the intermediate-conductance calcium-activated K channel K3.1, a validated therapeutic target for diseases affecting many organ systems. One of these 1,4-dihydropyridines, DHP-103, blocked K3.1 with an IC of 6 nM and exhibited exquisite selectivity over calcium channels and a panel of >100 additional molecular targets. Using high-resolution structure determination by cryogenic electron microscopy together with mutagenesis and electrophysiology, we delineated the drug binding pocket for DHP-103 within the water-filled central cavity of the K3.1 channel pore, where bound drug directly impedes ion permeation. DHP-103 inhibited gain-of-function mutant K3.1 channels that cause hereditary xerocytosis, suggesting its potential use as a therapeutic for this hemolytic anemia. In a rat model of acute ischemic stroke, the second leading cause of death worldwide, DHP-103 administered 12 h postischemic insult in proof-of-concept studies reduced infarct volume, improved balance beam performance (measure of proprioception) and decreased numbers of activated microglia in infarcted areas. K3.1-selective 1,4-dihydropyridines hold promise for the many diseases for which K3.1 has been experimentally confirmed as a therapeutic target.
履歴
登録2024年11月15日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年4月16日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年5月7日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _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: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
B: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
C: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
D: Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4
E: Calmodulin-1
F: Calmodulin-1
G: Calmodulin-1
H: Calmodulin-1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)236,69525
ポリマ－236,0198
非ポリマー67617
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
Intermediate conductance calcium-activated potassium channel protein 4 / SKCa 4 / SKCa4 / hSK4 / Gardos channel / IKCa1 / hIK1 / KCa3.1 / Putative Gardos channel / hKCa4


分子量: 42598.633 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KCNN4, IK1, IKCA1, KCA4, SK4 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O15554
#2: タンパク質
Calmodulin-1


分子量: 16406.004 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: Calm1, Calm, Cam, Cam1, CaMI / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P0DP29
#3: 化合物
ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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 SK4-CaM channel complex in the presence of calcium.
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.23166 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) / 株: HEK293s / 細胞: HEK293s / プラスミド: pEGBacMam
緩衝液pH: 8
試料濃度: 2 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

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2300 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1300 nm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 50 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
ID名称バージョンカテゴリ
7UCSF ChimeraX1.8モデルフィッティング
13PHENIX1.21.1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: 3.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 109449 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00215712
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.44721252
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d3.9492164
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0352480
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0032664

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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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