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- PDB-9kx6: Structure of human C5a-desArg bound mouse C5aR1 in complex with Go -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9kx6
タイトルStructure of human C5a-desArg bound mouse C5aR1 in complex with Go
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Antibody fragment ScFv16
  • Complement C5
  • Muscarinic acetylcholine receptor M4,C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1
キーワードSIGNALING PROTEIN / GPCR / G protein / SIGNALING PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex
機能・相同性
機能・相同性情報


complement component C5a binding / cell proliferation in hindbrain / response to peptidoglycan / presynapse organization / complement component C5a signaling pathway / Terminal pathway of complement / Regulation of Complement cascade / Peptide ligand-binding receptors / membrane attack complex / complement component C5a receptor activity ...complement component C5a binding / cell proliferation in hindbrain / response to peptidoglycan / presynapse organization / complement component C5a signaling pathway / Terminal pathway of complement / Regulation of Complement cascade / Peptide ligand-binding receptors / membrane attack complex / complement component C5a receptor activity / Muscarinic acetylcholine receptors / G protein-coupled acetylcholine receptor activity / G alpha (i) signalling events / regulation of locomotion / Activation of C3 and C5 / negative regulation of macrophage chemotaxis / complement activation, GZMK pathway / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / mu-type opioid receptor binding / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / complement receptor mediated signaling pathway / negative regulation of neurotransmitter secretion / G protein-coupled dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of neutrophil chemotaxis / chemokine activity / positive regulation of macrophage chemotaxis / endopeptidase inhibitor activity / amyloid-beta clearance / parallel fiber to Purkinje cell synapse / negative regulation of insulin secretion / positive regulation of vascular endothelial growth factor production / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / postsynaptic modulation of chemical synaptic transmission / neutrophil chemotaxis / positive regulation of chemokine production / Neutrophil degranulation / positive regulation of epithelial cell proliferation / astrocyte activation / muscle contraction / adenylate cyclase-inhibiting dopamine receptor signaling pathway / Regulation of Complement cascade / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor binding / Peptide ligand-binding receptors / microglial cell activation / GABA-ergic synapse / mRNA transcription by RNA polymerase II / chemotaxis / cognition / G protein-coupled receptor activity / positive regulation of angiogenesis / apical part of cell / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / Olfactory Signaling Pathway / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / Activation of the phototransduction cascade / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G-protein activation / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / photoreceptor disc membrane / G beta:gamma signalling through BTK / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / cellular response to catecholamine stimulus / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / negative regulation of neuron apoptotic process / cellular response to prostaglandin E stimulus / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / G-protein beta-subunit binding / extracellular vesicle / positive regulation of cytosolic calcium ion concentration / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / signaling receptor complex adaptor activity / chemical synaptic transmission / GTPase binding / cell body / G protein activity / cytoplasmic vesicle
類似検索 - 分子機能
Muscarinic acetylcholine receptor M4 / : / Complement component 5, CUB domain / Anaphylatoxin chemotactic receptor, C3a/C5a1/C5a2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / Formyl peptide receptor-related / Complement C3/4/5, macroglobulin domain MG1 / Macroglobulin domain MG1 / Anaphylatoxin, complement system domain / Anaphylatoxin domain signature. ...Muscarinic acetylcholine receptor M4 / : / Complement component 5, CUB domain / Anaphylatoxin chemotactic receptor, C3a/C5a1/C5a2 / Muscarinic acetylcholine receptor family / Formyl peptide receptor-related / Complement C3/4/5, macroglobulin domain MG1 / Macroglobulin domain MG1 / Anaphylatoxin, complement system domain / Anaphylatoxin domain signature. / Anaphylatoxin, complement system / Anaphylatoxin/fibulin / Anaphylotoxin-like domain / Anaphylatoxin domain profile. / Anaphylatoxin homologous domain / Netrin C-terminal Domain / Netrin module, non-TIMP type / UNC-6/NTR/C345C module / Macroglobulin domain MG4 / Macroglobulin domain MG4 / Alpha-macroglobulin, receptor-binding / Alpha-macroglobulin, receptor-binding domain superfamily / Macroglobulin domain MG3 / : / A-macroglobulin receptor binding domain / Macroglobulin domain MG3 / A-macroglobulin receptor / Netrin domain / NTR domain profile. / Alpha-2-macroglobulin / Macroglobulin domain / Alpha-2-macroglobulin, bait region domain / Alpha-macroglobulin-like, TED domain / Alpha-2-macroglobulin family / MG2 domain / A-macroglobulin TED domain / Alpha-2-macroglobulin bait region domain / Alpha-2-Macroglobulin / Alpha-2-macroglobulin family / Tissue inhibitor of metalloproteinases-like, OB-fold / Terpenoid cyclases/protein prenyltransferase alpha-alpha toroid / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G protein alpha subunit, helical insertion / G protein alpha subunit / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / 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 WD-40 repeat protein / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 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 / Immunoglobulin-like fold / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Complement C5 / Muscarinic acetylcholine receptor M4 / Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha / C5a anaphylatoxin chemotactic 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
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: 3.11 Å
データ登録者Banerjee, R. / Yadav, M.K. / Yadav, R. / Ganguly, M. / Mishra, S. / Dalal, A. / Gati, C. / Shukla, A.K.
資金援助 インド, 英国, 3件
組織認可番号国
Science and Engineering Research Board (SERB)IPA/2020/000405 インド
Wellcome TrustIA/S/20/1/504916 英国
Science and Engineering Research Board (SERB)CRG/2022/002646 インド
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Molecular fingerprints of a convergent mechanism orchestrating diverse ligand recognition and species-specific pharmacology at the complement anaphylatoxin receptors.
著者: Sudha Mishra / Manish K Yadav / Annu Dalal / Manisankar Ganguly / Ravi Yadav / Kazuhiro Sawada / Divyanshu Tiwari / Nabarun Roy / Nilanjana Banerjee / Jenny N Fung / Jianina Marallag / Cedric ...著者: Sudha Mishra / Manish K Yadav / Annu Dalal / Manisankar Ganguly / Ravi Yadav / Kazuhiro Sawada / Divyanshu Tiwari / Nabarun Roy / Nilanjana Banerjee / Jenny N Fung / Jianina Marallag / Cedric S Cui / Xaria X Li / John D Lee / Calvin Aaron Dsouza / Shirsha Saha / Parishmita Sarma / Ganita Rawat / Houming Zhu / Htet A Khant / Richard J Clark / Fumiya K Sano / Ramanuj Banerjee / Trent M Woodruff / Osamu Nureki / Cornelius Gati / Arun K Shukla /
要旨: Complement anaphylatoxin receptors (C3aR and C5aR1) are prototypical G protein-coupled receptors (GPCRs) playing crucial physiological roles in innate immunity by combating pathogenic infections and ...Complement anaphylatoxin receptors (C3aR and C5aR1) are prototypical G protein-coupled receptors (GPCRs) playing crucial physiological roles in innate immunity by combating pathogenic infections and orchestrating inflammatory responses. They continue to be important therapeutic targets for multiple disorders including autoimmune diseases, acute and chronic inflammation, and allergy-related conditions. Recent structural coverage has provided important insights into their activation and signaling, however, confounding observations in the literature related to ligand efficacy and functional responses, especially in different model systems, present a major challenge for drug discovery efforts. Here, we systematically and comprehensively profile a broad set of natural and synthetic ligands at C3aR and C5aR1 and discover a previously unanticipated level of functional specialization in terms of species-specific pharmacology and receptor activation. Taking a lead from this, we determine seventeen cryo-EM structures of different ligand-receptor-G-protein complexes and uncover distinct orientation of agonists between the human and mouse receptors despite an overlapping positioning in the orthosteric binding pocket. Combined with extensive mutagenesis and functional assays, these structural snapshots allow us to decode and validate a convergent molecular mechanism involving a "Five-Point-Switch" in these receptors that orchestrates the recognition and efficacy of diverse agonists. We also identify species-specific differences at the level of phosphorylation patterns encoded in the carboxyl-terminus of these receptors and directly visualize their impact on βarr binding and activation using cryo-EM structures. Interestingly, we observe that βarrs engage with the mouse C5aR1 using a variation of previously discovered P-X-P-P phosphorylation motif via a "Sliding-Mechanism" and also exhibit distinct oligomeric state for the human vs. mouse receptors. Taken together, this study elucidates functional specialization at the complement anaphylatoxin receptors and underlying molecular mechanisms, offering a previously lacking framework with direct and immediate implications for the development of novel therapeutics.
履歴
登録2024年12月6日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02025年11月26日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Muscarinic acetylcholine receptor M4,C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1
B: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
D: Complement C5
G: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
H: Antibody fragment ScFv16


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)153,8506
ポリマ－153,8506
非ポリマー00
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

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タンパク質 , 2種, 2分子 AD

#1: タンパク質 Muscarinic acetylcholine receptor M4,C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1 / C5a anaphylatoxin chemotactic receptor / C5a-R / C5aR


分子量: 44958.422 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト), (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ)
遺伝子: CHRM4, C5ar1, C5ar, C5r1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P08173, UniProt: P30993
#4: タンパク質 Complement C5 / C3 and PZP-like alpha-2-macroglobulin domain-containing protein 4


分子量: 8131.482 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: C5, CPAMD4 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P01031

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 BCG

#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha


分子量: 27024.762 Da / 分子数: 1 / Mutation: G42D,E43N,A227D,G230D,I332A,V335I / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAO1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P09471
#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: 38534.062 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
#5: 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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抗体 , 1種, 1分子 H

#6: 抗体 Antibody fragment ScFv16


分子量: 27340.482 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: Escherichia coli (大腸菌)

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詳細

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 (eV)
1human C5a-desArg bound to mouse C5aR1 in complex with GoCOMPLEXall0RECOMBINANT
2mouse C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1COMPLEX#11RECOMBINANT
3Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alphaCOMPLEX#21RECOMBINANTThis is a variant of Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha called the "mini G(o) alpha"
4Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1COMPLEX#31RECOMBINANT
5human C5a-desArg anaphylatoxinCOMPLEX#41RECOMBINANT
6Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2COMPLEX#51RECOMBINANT
7Antibody fragment ScFv16COMPLEX#61RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Mus musculus (ハツカネズミ)10090
23Homo sapiens (ヒト)9606
34Homo sapiens (ヒト)9606
45Homo sapiens (ヒト)9606
56Homo sapiens (ヒト)9606
67Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
23Escherichia coli (大腸菌)562
34Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
45Escherichia coli (大腸菌)562
56Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
67Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.4
試料包埋: 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）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 57.9 e/Å2 / 検出モード: COUNTING / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)
画像スキャン動画フレーム数/画像: 40

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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
1cryoSPARC4.6.2粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.6.2CTF補正
7Cootモデルフィッティング
9PHENIXモデル精密化
10cryoSPARC4.6.2初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.6.2最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.6.2分類
13cryoSPARC4.6.2３次元再構成
CTF補正タイプ: NONE
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.11 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 321951 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL

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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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