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万見
- PDB-9uc8: structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex with PIP2 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9uc8
タイトルstructure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex with PIP2
要素
  • Calmodulin-1
  • Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
  • Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Ion channels
機能・相同性
機能・相同性情報


vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior ...vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior / stomach development / iodide transport / regulation of gastric acid secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / Phase 3 - rapid repolarisation / regulation of potassium ion transport / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization during action potential / telethonin binding / Phase 2 - plateau phase / regulation of atrial cardiac muscle cell membrane repolarization / intracellular chloride ion homeostasis / membrane repolarization during ventricular cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / potassium ion export across plasma membrane / renal sodium ion absorption / voltage-gated potassium channel activity involved in ventricular cardiac muscle cell action potential repolarization / atrial cardiac muscle cell action potential / membrane repolarization / auditory receptor cell development / regulation of membrane repolarization / protein phosphatase 1 binding / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / delayed rectifier potassium channel activity / ventricular cardiac muscle cell action potential / potassium ion homeostasis / Voltage gated Potassium channels / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / regulation of ventricular cardiac muscle cell membrane repolarization / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / non-motile cilium assembly / outward rectifier potassium channel activity / cardiac muscle cell contraction / regulation of potassium ion transmembrane transport / epithelial cell maturation / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / intestinal absorption / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / inner ear morphogenesis / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / PKA activation / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / adrenergic receptor signaling pathway / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / ciliary base / renal absorption / regulation of heart contraction / presynaptic endocytosis / protein kinase A regulatory subunit binding / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / protein kinase A catalytic subunit binding / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / Phase 0 - rapid depolarisation / potassium ion import across plasma membrane / calcineurin-mediated signaling / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / inner ear development / RHO GTPases activate PAKs / regulation of heart rate by cardiac conduction / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / action potential / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / protein phosphatase activator activity / Long-term potentiation / cochlea development / Calcineurin activates NFAT / Regulation of MECP2 expression and activity / social behavior / DARPP-32 events / voltage-gated potassium channel activity / catalytic complex / Smooth Muscle Contraction
類似検索 - 分子機能
Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair ...Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / 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 / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
: / Chem-PIO / Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
類似検索 - 構成要素
生物種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: 3.36 Å
データ登録者Hou, P.P. / Zhang, J. / Wan, S.Y. / Cheng, X.Y. / Zhong, L. / Hu, B.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Secondary structure transitions and dual PIP2 binding define cardiac KCNQ1-KCNE1 channel gating.
著者: Ling Zhong / Xiaoqing Lin / Xinyu Cheng / Shuangyan Wan / Yaoguang Hua / Weiwei Nan / Bin Hu / Xiangjun Peng / Zihan Zhou / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang / Frank Noé / Zhenzhen Yan / Dexiang ...著者: Ling Zhong / Xiaoqing Lin / Xinyu Cheng / Shuangyan Wan / Yaoguang Hua / Weiwei Nan / Bin Hu / Xiangjun Peng / Zihan Zhou / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang / Frank Noé / Zhenzhen Yan / Dexiang Jiang / Hangyu Zhang / Fengjiao Liu / Chenxin Xiao / Zhuo Zhou / Yimin Mou / Haijie Yu / Lijuan Ma / Chen Huang / Vincent Kam Wai Wong / Sookja Kim Chung / Bing Shen / Zhi-Hong Jiang / Erwin Neher / Wandi Zhu / Jin Zhang / Panpan Hou /
要旨: The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT ...The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT syndrome (LQTS) types 1 and 5 (LQT1/LQT5), accounting for over one-third of clinical LQTS cases. Despite prior structural work on KCNQ1 and KCNQ1 + KCNE3, the structural basis of KCNQ1 + KCNE1 remains unresolved. Using cryo-electron microscopy and electrophysiology, we determined high-resolution (2.5-3.4 Å) structures of human KCNQ1, and KCNQ1 + KCNE1 in both closed and open states. KCNE1 occupies a pivotal position at the interface of three KCNQ1 subunits, inducing six helix-to-loop transitions in KCNQ1 transmembrane segments. Three of them occur at both ends of the S4-S5 linker, maintaining a loop conformation during I gating, while the other three, in S6 and helix A, undergo dynamic helix-loop transitions during I gating. These structural rearrangements: (1) stabilize the closed pore and the conformation of the intermediate state voltage-sensing domain, thereby determining channel gating, ion permeation, and single-channel conductance; (2) enable a dual-PIP2 modulation mechanism, where one PIP2 occupies the canonical site, while the second PIP2 bridges the S4-S5 linker, KCNE1, and the adjacent S6', stabilizing channel opening; (3) create a fenestration capable of binding compounds specific for KCNQ1 + KCNE1 (e.g., AC-1). Together, these findings reveal a previously unrecognized large-scale secondary structural transition during ion channel gating that fine-tunes I function and provides a foundation for developing targeted LQTS therapy.
履歴
登録2025年4月3日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBC
改定 1.02025年11月5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: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
B: Calmodulin-1
C: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
D: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
E: Calmodulin-1
F: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
G: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
H: Calmodulin-1
I: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
J: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
K: Calmodulin-1
L: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)386,31823
ポリマ－380,22912
非ポリマー6,09011
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
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
Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1 / IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit alpha KvLQT1 / KQT-like 1 / Voltage- ...IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit alpha KvLQT1 / KQT-like 1 / Voltage-gated potassium channel subunit Kv7.1


分子量: 74800.492 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: KCNQ1, KCNA8, KCNA9, KVLQT1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P51787
#2: タンパク質
Calmodulin-1


分子量: 16852.545 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: CALM1, CALM, CAM, CAM1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P0DP23
#3: タンパク質・ペプチド
Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Delayed rectifier potassium channel subunit IsK / IKs producing slow voltage-gated potassium ...Delayed rectifier potassium channel subunit IsK / IKs producing slow voltage-gated potassium channel subunit beta Mink / Minimal potassium channel / MinK


分子量: 3404.093 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: KCNE1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P15382
#4: 化合物
ChemComp-PIO / [(2R)-2-octanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phosphoryl]oxy-propyl] octanoate / dioctanoyl l-alpha-phosphatidyl-d-myo-inositol 4,5-diphosphate


分子量: 746.566 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 合成 / 式: C25H49O19P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物 ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / 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: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.5
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: Tecnai Spirit / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TECNAI SPIRIT
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）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 50.73 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1cryoSPARC粒子像選択
13cryoSPARC３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.36 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 168370 / 対称性のタイプ: POINT

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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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