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万見
- PDB-9epp: Cryo-EM Structure of Jumping Spider Rhodopsin-1 bound to a Giq he... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9epp
タイトルCryo-EM Structure of Jumping Spider Rhodopsin-1 bound to a Giq heterotrimer
要素
  • 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(i) subunit alpha-1
  • Kumopsin1
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Opsin / GPCR / G protein / Signaling Complex
機能・相同性
機能・相同性情報


photoreceptor activity / phototransduction / positive regulation of protein localization to cell cortex / Adenylate cyclase inhibitory pathway / T cell migration / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase regulator activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway ...photoreceptor activity / phototransduction / positive regulation of protein localization to cell cortex / Adenylate cyclase inhibitory pathway / T cell migration / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase regulator activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / visual perception / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / Regulation of insulin secretion / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / G protein-coupled receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / G protein-coupled receptor activity / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / response to peptide hormone / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / centriolar satellite / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through CDC42 / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / GDP binding / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / cellular response to catecholamine stimulus / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / GPER1 signaling / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / cellular response to prostaglandin E stimulus / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / G protein activity / GTPase binding / Ca2+ pathway / retina development in camera-type eye / midbody / cell cortex / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / fibroblast proliferation / G alpha (i) signalling events / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / ciliary basal body / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / cell division / GTPase activity / synapse / centrosome / protein-containing complex binding / GTP binding / nucleolus / magnesium ion binding / Golgi apparatus / signal transduction / extracellular exosome / nucleoplasm / membrane / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Opsin lateral eye type / Opsin / Visual pigments (opsins) retinal binding site / Visual pigments (opsins) retinal binding site. / : / G-protein alpha subunit, group I / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. ...Opsin lateral eye type / Opsin / Visual pigments (opsins) retinal binding site / Visual pigments (opsins) retinal binding site. / : / G-protein alpha subunit, group I / 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 / 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. / WD domain, G-beta repeat / 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
: / Kumopsin1 / 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(i) subunit alpha-1
類似検索 - 構成要素
生物種Hasarius adansoni (アダンソンハエトリ)
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: 4.06 Å
データ登録者Tejero, O. / Pamula, F. / Koyanagi, M. / Nagata, T. / Afanasyev, P. / Das, I. / Deupi, X. / Sheves, M. / Terakita, A. / Schertler, G.F.X. ...Tejero, O. / Pamula, F. / Koyanagi, M. / Nagata, T. / Afanasyev, P. / Das, I. / Deupi, X. / Sheves, M. / Terakita, A. / Schertler, G.F.X. / Rodrigues, M.J. / Tsai, C.-J.
資金援助European Union, スイス, 4件
組織認可番号国
European Research Council (ERC)951644European Union
H2020 Marie Curie Actions of the European Commission701647European Union
Swiss National Science Foundation192760 スイス
Swiss National Science Foundation18563 スイス
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Active state structures of a bistable visual opsin bound to G proteins.
著者: Oliver Tejero / Filip Pamula / Mitsumasa Koyanagi / Takashi Nagata / Pavel Afanasyev / Ishita Das / Xavier Deupi / Mordechai Sheves / Akihisa Terakita / Gebhard F X Schertler / Matthew J ...著者: Oliver Tejero / Filip Pamula / Mitsumasa Koyanagi / Takashi Nagata / Pavel Afanasyev / Ishita Das / Xavier Deupi / Mordechai Sheves / Akihisa Terakita / Gebhard F X Schertler / Matthew J Rodrigues / Ching-Ju Tsai /
要旨: Opsins are G protein-coupled receptors (GPCRs) that have evolved to detect light stimuli and initiate intracellular signaling cascades. Their role as signal transducers is critical to light ...Opsins are G protein-coupled receptors (GPCRs) that have evolved to detect light stimuli and initiate intracellular signaling cascades. Their role as signal transducers is critical to light perception across the animal kingdom. Opsins covalently bind to the chromophore 11-cis retinal, which isomerizes to the all-trans isomer upon photon absorption, causing conformational changes that result in receptor activation. Monostable opsins, responsible for vision in vertebrates, release the chromophore after activation and must bind another retinal molecule to remain functional. In contrast, bistable opsins, responsible for non-visual light perception in vertebrates and for vision in invertebrates, absorb a second photon in the active state to return the chromophore and protein to the inactive state. Structures of bistable opsins in the activated state have proven elusive, limiting our understanding of how they function as bidirectional photoswitches. Here we present active state structures of a bistable opsin, jumping spider rhodopsin isoform-1 (JSR1), in complex with its downstream signaling partners, the G and G heterotrimers. These structures elucidate key differences in the activation mechanisms between monostable and bistable opsins, offering essential insights for the rational engineering of bistable opsins into diverse optogenetic tools to control G protein signaling pathways.
履歴
登録2024年3月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年10月23日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年11月6日Group: Data collection / カテゴリ: 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
R: Kumopsin1
A: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
G: 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)121,8375
ポリマ－121,5274
非ポリマー3101
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, gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質 Kumopsin1


分子量: 37282.402 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Hasarius adansoni (アダンソンハエトリ)
遺伝子: HaRh1 / 細胞株 (発現宿主): HEK 293 GnTi- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: B1B1U5
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Adenylate cyclase-inhibiting G alpha protein


分子量: 40324.980 Da / 分子数: 1
Mutation: A31R,D193S,L194I,D337C,T340K,V342T,I344L,K345Q,D350E,G352N,F354V
由来タイプ: 組換発現
詳細: Human Gi/Jumping Spider Gq Chimera,Human Gi/Jumping Spider Gq Chimera
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAI1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P63096
#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: 37285.734 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 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: 6633.625 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P59768
#5: 化合物 ChemComp-A1H6M / 11,20-Ethanoretinal / (2E)-2-[3-[(1E,3E)-2-methyl-4-(2,6,6-trimethylcyclohexen-1-yl)buta-1,3-dienyl]cyclohex-2-en-1-ylidene]ethanal / Retinal 6.11


分子量: 310.473 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C22H30O / 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 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由来詳細
1Ternary complex of Jumping Spider Rhodopsin-1 with a chimeric Giq heterotrimerCOMPLEX#1-#40MULTIPLE SOURCES
2Jumping Spider Rhodopsin-1COMPLEX#11RECOMBINANT
3Human Gi/Jumping Spider Gq ChimeraCOMPLEX#21RECOMBINANTGuanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 including the following mutations: A31R, D193S, L194I, D337C, T340K, V342T, I344L, K345Q, D350E, G352N, F354V
4Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1COMPLEX#31RECOMBINANT
5Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2COMPLEX#41RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Hasarius adansoni (アダンソンハエトリ)243517
33Hasarius adansoni (アダンソンハエトリ)243517
43Homo sapiens (ヒト)9606
54Homo sapiens (ヒト)9606
65Homo sapiens (ヒト)9606
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株
22Homo sapiens (ヒト)9606HEK 293 GnTi-
33Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111High Five
44Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111High Five
55Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111High Five
緩衝液pH: 6.5
試料濃度: 8.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 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）: 165000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 70 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

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 4.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 159665 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0147641
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.31310373
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.4561053
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0451177
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041302

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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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