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- EMDB-0196: Cryo-EM structure of the ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-su... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-0196
タイトルCryo-EM structure of the ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab
マップデータABCG2 in complex with estrone-3-sulfate and 5D3-Fab
試料
  • 複合体: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab
    • 複合体: ABCG2 E211Q mutant
      • タンパク質・ペプチド: ATP-binding cassette sub-family G member 2
    • 複合体: 5D3-Fab
      • タンパク質・ペプチド: 5D3-Fab light chain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3-Fab heavy chain
  • リガンド: estrone 3-sulfate
機能・相同性
機能・相同性情報


biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / renal urate salt excretion / urate metabolic process / urate transmembrane transporter activity / Abacavir transmembrane transport / organic anion transport / external side of apical plasma membrane ...biotin transmembrane transporter activity / biotin transport / riboflavin transport / riboflavin transmembrane transporter activity / renal urate salt excretion / urate metabolic process / urate transmembrane transporter activity / Abacavir transmembrane transport / organic anion transport / external side of apical plasma membrane / organic anion transmembrane transporter activity / xenobiotic transport across blood-brain barrier / export across plasma membrane / ABC-type xenobiotic transporter / Paracetamol ADME / Ciprofloxacin ADME / transepithelial transport / cellular detoxification / ABC-type xenobiotic transporter activity / NFE2L2 regulating MDR associated enzymes / ヘム / Heme degradation / lipid transport / xenobiotic transmembrane transporter activity / efflux transmembrane transporter activity / transport across blood-brain barrier / ATPase-coupled transmembrane transporter activity / ミトコンドリア / brush border membrane / Iron uptake and transport / transmembrane transport / 脂質ラフト / apical plasma membrane / ATP hydrolysis activity / protein homodimerization activity / 核質 / ATP binding / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
ABC transporter family G domain / ABC-2 type transporter / ABC-2 type transporter / ABC-2 type transporter / ABC transporter / ABC transporter-like, ATP-binding domain / ATP-binding cassette, ABC transporter-type domain profile. / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Broad substrate specificity ATP-binding cassette transporter ABCG2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.58 Å
データ登録者Manolaridis I / Jackson SM / Taylor NMI / Kowal J / Stahlberg H / Locher KP
資金援助 スイス, 1件
OrganizationGrant number国
Swiss National Science Foundation スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2018
タイトル: Cryo-EM structures of a human ABCG2 mutant trapped in ATP-bound and substrate-bound states.
著者: Ioannis Manolaridis / Scott M Jackson / Nicholas M I Taylor / Julia Kowal / Henning Stahlberg / Kaspar P Locher /
要旨: ABCG2 is a transporter protein of the ATP-binding-cassette (ABC) family that is expressed in the plasma membrane in cells of various tissues and tissue barriers, including the blood-brain, blood- ...ABCG2 is a transporter protein of the ATP-binding-cassette (ABC) family that is expressed in the plasma membrane in cells of various tissues and tissue barriers, including the blood-brain, blood-testis and maternal-fetal barriers. Powered by ATP, it translocates endogenous substrates, affects the pharmacokinetics of many drugs and protects against a wide array of xenobiotics, including anti-cancer drugs. Previous studies have revealed the architecture of ABCG2 and the structural basis of its inhibition by small molecules and antibodies. However, the mechanisms of substrate recognition and ATP-driven transport are unknown. Here we present high-resolution cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human ABCG2 in a substrate-bound pre-translocation state and an ATP-bound post-translocation state. For both structures, we used a mutant containing a glutamine replacing the catalytic glutamate (ABCG2), which resulted in reduced ATPase and transport rates and facilitated conformational trapping for structural studies. In the substrate-bound state, a single molecule of estrone-3-sulfate (ES) is bound in a central, hydrophobic and cytoplasm-facing cavity about halfway across the membrane. Only one molecule of ES can bind in the observed binding mode. In the ATP-bound state, the substrate-binding cavity has collapsed while an external cavity has opened to the extracellular side of the membrane. The ATP-induced conformational changes include rigid-body shifts of the transmembrane domains, pivoting of the nucleotide-binding domains (NBDs), and a change in the relative orientation of the NBD subdomains. Mutagenesis and in vitro characterization of transport and ATPase activities demonstrate the roles of specific residues in substrate recognition, including a leucine residue that forms a 'plug' between the two cavities. Our results show how ABCG2 harnesses the energy of ATP binding to extrude ES and other substrates, and suggest that the size and binding affinity of compounds are important for distinguishing substrates from inhibitors.
履歴
登録2018年8月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2018年11月7日-
マップ公開2018年11月7日-
更新2020年7月29日-
現状2020年7月29日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.32
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面レベル: 0.32
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6hco
  • 表面レベル: 0.32
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_0196.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_0196.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 209.3 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈ABCG2 in complex with estrone-3-sulfate and 5D3-Fab
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.812 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.32 / ムービー #1: 0.32
最小 - 最大-0.3993025 - 1.1154133
平均 (標準偏差)0.0039930413 (±0.040745053)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ380380380
Spacing380380380
セルA=B=C: 308.56 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8120.8120.812
M x/y/z380380380
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z308.560308.560308.560
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS380380380
D min/max/mean-0.3991.1150.004

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfa...

全体名称: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab
要素
  • 複合体: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab
    • 複合体: ABCG2 E211Q mutant
      • タンパク質・ペプチド: ATP-binding cassette sub-family G member 2
    • 複合体: 5D3-Fab
      • タンパク質・ペプチド: 5D3-Fab light chain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3-Fab heavy chain
  • リガンド: estrone 3-sulfate

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超分子 #1: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfa...

超分子名称: nanodisc-reconsituted ABCG2 E211Q mutant bound to estrone 3-sulfate and 5D3-Fab
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3

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超分子 #2: ABCG2 E211Q mutant

超分子名称: ABCG2 E211Q mutant / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト) / 組換細胞: HEK293 EBNA

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超分子 #3: 5D3-Fab

超分子名称: 5D3-Fab / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
組換発現生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: ATP-binding cassette sub-family G member 2

分子名称: ATP-binding cassette sub-family G member 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 73.394758 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: DYKDDDDKGS SSSNVEVFIP VSQGNTNGFP ATASNDLKAF TEGAVLSFHN ICYRVKLKSG FLPCRKPVEK EILSNINGIM KPGLNAILG PTGGGKSSLL DVLAARKDPS GLSGDVLING APRPANFKCN SGYVVQDDVV MGTLTVRENL QFSAALRLAT T MTNHEKNE ...文字列:
DYKDDDDKGS SSSNVEVFIP VSQGNTNGFP ATASNDLKAF TEGAVLSFHN ICYRVKLKSG FLPCRKPVEK EILSNINGIM KPGLNAILG PTGGGKSSLL DVLAARKDPS GLSGDVLING APRPANFKCN SGYVVQDDVV MGTLTVRENL QFSAALRLAT T MTNHEKNE RINRVIQELG LDKVADSKVG TQFIRGVSGG ERKRTSIGME LITDPSILFL DQPTTGLDSS TANAVLLLLK RM SKQGRTI IFSIHQPRYS IFKLFDSLTL LASGRLMFHG PAQEALGYFE SAGYHCEAYN NPADFFLDII NGDSTAVALN REE DFKATE IIEPSKQDKP LIEKLAEIYV NSSFYKETKA ELHQLSGGEK KKKITVFKEI SYTTSFCHQL RWVSKRSFKN LLGN PQASI AQIIVTVVLG LVIGAIYFGL KNDSTGIQNR AGVLFFLTTN QCFSSVSAVE LFVVEKKLFI HEYISGYYRV SSYFL GKLL SDLLPMRMLP SIIFTCIVYF MLGLKPKADA FFVMMFTLMM VAYSASSMAL AIAAGQSVVS VATLLMTICF VFMMIF SGL LVNLTTIASW LSWLQYFSIP RYGFTALQHN EFLGQNFCPG LNATGNNPCN YATCTGEEYL VKQGIDLSPW GLWKNHV AL ACMIVIFLTI AYLKLLFLKK YS

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分子 #2: 5D3-Fab light chain

分子名称: 5D3-Fab light chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 23.594016 KDa
組換発現生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
配列文字列: DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS ...文字列:
DIVLTQSPSS FSVSLGDRVT ISCKASGYIL NRLAWYQQKP GNAPRLLISG ATSLETGFPS RFSGTGSGKD YTLSISSLQT EDVGTYYCQ QYWSTPWTFG GGTKLEIRRA DAAPTVSIFP PSSEQLTSGG ASVVCFLNNF YPKDINVKWK IDGSERQNGV L NSWTDQDS KDSTYSMSST LTLTKDEYER HNSYTCEATH KTSTSPIVKS FNRNEC

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分子 #3: 5D3-Fab heavy chain

分子名称: 5D3-Fab heavy chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 23.843633 KDa
組換発現生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
配列文字列: QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG ...文字列:
QVQLQESGPG LVKPSQSLSL TCTVTGFSIT SDYAWNWIRQ FPGKKLEWMG YINFDGGTTY NPSLRGRISI TRDTSKNQFF LQLRSVTPE DTATYYCATF YGAKGTLDYW GQGTSVTVSS AKTTPPSVYP LAPVCGDTSG SSVTLGCLVK GYFPEPVTLT W NSGSLSSG VHTFPAVLQS DLYTLSSSVT VTSSTWPSQS ITCNVAHPAS STKVDKKIEP RGP

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分子 #5: estrone 3-sulfate

分子名称: estrone 3-sulfate / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: FY5
分子量理論値: 350.429 Da
Chemical component information

ChemComp-FY5:
estrone 3-sulfate / 薬剤, ホルモン*YM / Estrone sulfate

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度0.4 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 3984 / 平均露光時間: 0.2 sec. / 平均電子線量: 100.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.58 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 42790

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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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