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- PDB-9erx: Structural basis of D9-THC analog activity at the Cannabinoid 1 r... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9erx
タイトルStructural basis of D9-THC analog activity at the Cannabinoid 1 receptor
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Antibody ScFv16 Fab fragment
  • Cannabinoid receptor 1
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / Cannabinoid receptor 1 / THC analog complex
機能・相同性
機能・相同性情報


cannabinoid signaling pathway / regulation of penile erection / negative regulation of serotonin secretion / negative regulation of dopamine secretion / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / negative regulation of mast cell activation / negative regulation of fatty acid beta-oxidation / positive regulation of acute inflammatory response to antigenic stimulus / regulation of feeding behavior ...cannabinoid signaling pathway / regulation of penile erection / negative regulation of serotonin secretion / negative regulation of dopamine secretion / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / negative regulation of mast cell activation / negative regulation of fatty acid beta-oxidation / positive regulation of acute inflammatory response to antigenic stimulus / regulation of feeding behavior / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / negative regulation of action potential / positive regulation of blood pressure / positive regulation of fever generation / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / axonal fasciculation / regulation of metabolic process / regulation of synaptic transmission, GABAergic / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / maternal process involved in female pregnancy / adenylate cyclase inhibitor activity / regulation of synaptic transmission, glutamatergic / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration / Adenylate cyclase inhibitory pathway / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / negative regulation of blood pressure / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase regulator activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / response to nutrient / cellular response to forskolin / regulation of insulin secretion / regulation of mitotic spindle organization / response to nicotine / Regulation of insulin secretion / response to cocaine / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / G protein-coupled receptor binding / negative regulation of insulin secretion / G protein-coupled receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / GABA-ergic synapse / positive regulation of neuron projection development / response to peptide hormone / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / centriolar satellite / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / memory / 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 / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / 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 / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / 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 / glucose homeostasis / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / actin cytoskeleton / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / retina development in camera-type eye / G protein activity / presynaptic membrane / GTPase binding / Ca2+ pathway / midbody / growth cone / fibroblast proliferation
類似検索 - 分子機能
Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid 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 ...Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid 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
: / Cannabinoid receptor 1 / 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Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 2.9 Å
データ登録者Thorsen, T.S. / Kulkarni, Y. / Boggild, A. / Drace, T. / Nissen, P. / Gajhede, M. / Boesen, T. / Kastrup, J.S. / Gloriam, D.
資金援助 デンマーク, 3件
組織認可番号国
Other government8021-00173B デンマーク
Other privateR163-2013-16327 デンマーク
Novo Nordisk FoundationNNF18OC0031226 デンマーク
引用ジャーナル: Res Sq / 年: 2024
タイトル: Structural basis of Δ-THC analog activity at the Cannabinoid 1 receptor.
著者: David Gloriam / Thor Thorsen / Yashraj Kulkarni / David Sykes / Andreas Bøggild / Taner Drace / Pattarin Hompluem / Christos Iliopoulos-Tsoutsouvas / Spyros Nikas / Henrik Daver / Alexandros ...著者: David Gloriam / Thor Thorsen / Yashraj Kulkarni / David Sykes / Andreas Bøggild / Taner Drace / Pattarin Hompluem / Christos Iliopoulos-Tsoutsouvas / Spyros Nikas / Henrik Daver / Alexandros Makriyannis / Poul Nissen / Michael Gajhede / Dmitry Veprintsev / Thomas Boesen / Jette Kastrup
要旨: Δ-tetrahydrocannabinol (THC) is the principal psychoactive compound derived from the cannabis plant Cannabis sativa and approved for emetic conditions, appetite stimulation and sleep apnea relief. ...Δ-tetrahydrocannabinol (THC) is the principal psychoactive compound derived from the cannabis plant Cannabis sativa and approved for emetic conditions, appetite stimulation and sleep apnea relief. THC's psychoactive actions are mediated primarily by the cannabinoid receptor CB. Here, we determine the cryo-EM structure of HU210, a THC analog and widely used tool compound, bound to CB and its primary transducer, G. We leverage this structure for docking and 1,000 ns molecular dynamics simulations of THC and 10 structural analogs delineating their spatiotemporal interactions at the molecular level. Furthermore, we pharmacologically profile their recruitment of G and β-arrestins and reversibility of binding from an active complex. By combining detailed CB structural information with molecular models and signaling data we uncover the differential spatiotemporal interactions these ligands make to receptors governing potency, efficacy, bias and kinetics. This may help explain the actions of abused substances, advance fundamental receptor activation studies and design better medicines.
履歴
登録2024年3月25日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年6月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26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6月26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6月26日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26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6月26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6月26日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26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6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7月2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7月2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
A: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
B: 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
R: Cannabinoid receptor 1
F: Antibody ScFv16 Fab fragment
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)178,0016
ポリマ－177,6145
非ポリマー3871
水181
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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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 ABC

#1: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Adenylate cyclase-inhibiting G alpha protein


分子量: 40313.863 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: GNAI1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P63096
#2: 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
#3: 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

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タンパク質 / 抗体 , 2種, 2分子 RF

#4: タンパク質 Cannabinoid receptor 1 / CB-R / CB1 / CANN6


分子量: 57122.426 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: CNR1, CNR
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P21554
#5: 抗体 Antibody ScFv16 Fab fragment


分子量: 32898.781 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)

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非ポリマー , 2種, 2分子

#6: 化合物 ChemComp-A1H66 / (6aR,10aR)-9-(hydroxymethyl)-6,6-dimethyl-3-(2-methyloctan-2-yl)-6a,7,10,10a-tetrahydrobenzo[c]chromen-1-ol / D9-THC analog / HU-210


分子量: 386.567 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C25H38O3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1HU210/CB1/Gi1 signaling complexCOMPLEX#1-#50MULTIPLE SOURCES
2Cannabinoid 1 receptor complexed with a G proteinCOMPLEX#1-#41RECOMBINANT
3Antibody ScFv16COMPLEX#51RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Homo sapiens (ヒト)9606
33Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
33Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
緩衝液pH: 7.4
試料濃度: 0.85 mg/ml / 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: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil
急速凍結装置: LEICA EM GP / 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: FEI TITAN 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）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 600 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
撮影平均露光時間: 1.5 sec. / 電子線照射量: 60.6 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
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

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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
2EPU2.7画像取得
8PHENIX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: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 187493 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0049234
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.74612497
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.1271269
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0491421
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0051570

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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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