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- EMDB-12295: Structure of topotecan-bound ABCG2 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-12295
タイトルStructure of topotecan-bound ABCG2
マップデータHuman ABCG2 with topotecan substrate map
試料
  • 複合体: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D3-Fab variable domain
    • 複合体: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan
      • タンパク質・ペプチド: ATP-binding cassette sub-family G member 2
    • 複合体: 5D3-Fab variable domain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3(Fab) light chain variable domain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3(Fab) heavy chain variable domain
  • リガンド: (S)-10-[(DIMETHYLAMINO)METHYL]-4-ETHYL-4,9-DIHYDROXY-1H-PYRANO[3',4':6,7]INOLIZINO[1,2-B]-QUINOLINE-3,14(4H,12H)-DIONE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
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 / transepithelial transport / Ciprofloxacin ADME / 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: 3.39 Å
データ登録者Kowal J / Locher K / Ni D / Stahlberg H
資金援助 スイス, 1件
OrganizationGrant number国
Swiss National Science FoundationTransCure スイス
引用ジャーナル: J Mol Biol / 年: 2021
タイトル: Structural Basis of Drug Recognition by the Multidrug Transporter ABCG2.
著者: Julia Kowal / Dongchun Ni / Scott M Jackson / Ioannis Manolaridis / Henning Stahlberg / Kaspar P Locher /
要旨: ABCG2 is an ATP-binding cassette (ABC) transporter whose function affects the pharmacokinetics of drugs and contributes to multidrug resistance of cancer cells. While its interaction with the ...ABCG2 is an ATP-binding cassette (ABC) transporter whose function affects the pharmacokinetics of drugs and contributes to multidrug resistance of cancer cells. While its interaction with the endogenous substrate estrone-3-sulfate (ES) has been elucidated at a structural level, the recognition and recruitment of exogenous compounds is not understood at sufficiently high resolution. Here we present three cryo-EM structures of nanodisc-reconstituted, human ABCG2 bound to anticancer drugs tariquidar, topotecan and mitoxantrone. To enable structural insight at high resolution, we used Fab fragments of the ABCG2-specific monoclonal antibody 5D3, which binds to the external side of the transporter but does not interfere with drug-induced stimulation of ATPase activity. We observed that the binding pocket of ABCG2 can accommodate a single tariquidar molecule in a C-shaped conformation, similar to one of the two tariquidar molecules bound to ABCB1, where tariquidar acts as an inhibitor. We also found single copies of topotecan and mitoxantrone bound between key phenylalanine residues. Mutagenesis experiments confirmed the functional importance of two residues in the binding pocket, F439 and N436. Using 3D variability analyses, we found a correlation between substrate binding and reduced dynamics of the nucleotide binding domains (NBDs), suggesting a structural explanation for drug-induced ATPase stimulation. Our findings provide additional insight into how ABCG2 differentiates between inhibitors and substrates and may guide a rational design of new modulators and substrates.
履歴
登録2021年2月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年4月21日-
マップ公開2021年4月21日-
更新2021年5月12日-
現状2021年5月12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: 0.361
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.361
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7nez
  • 表面レベル: 0.361
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
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_12295.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_12295.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Human ABCG2 with topotecan substrate map
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.66 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.361 / ムービー #1: 0.361
最小 - 最大-1.048046 - 2.1891112
平均 (標準偏差)-0.0018645468 (±0.06656434)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 253.44 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.660.660.66
M x/y/z384384384
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z253.440253.440253.440
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS384384384
D min/max/mean-1.0482.189-0.002

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添付データ

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追加マップ: Human ABCG2 with topotecan substrate map, C2-symmetrized

ファイルemd_12295_additional_1.map
注釈Human ABCG2 with topotecan substrate map, C2-symmetrized
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D...

全体名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D3-Fab variable domain
要素
  • 複合体: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D3-Fab variable domain
    • 複合体: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan
      • タンパク質・ペプチド: ATP-binding cassette sub-family G member 2
    • 複合体: 5D3-Fab variable domain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3(Fab) light chain variable domain
      • タンパク質・ペプチド: 5D3(Fab) heavy chain variable domain
  • リガンド: (S)-10-[(DIMETHYLAMINO)METHYL]-4-ETHYL-4,9-DIHYDROXY-1H-PYRANO[3',4':6,7]INOLIZINO[1,2-B]-QUINOLINE-3,14(4H,12H)-DIONE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D...

超分子名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan and 5D3-Fab variable domain
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
分子量実験値: 250 KDa

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超分子 #2: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan

超分子名称: Multidrug transporter ABCG2 with bound substrate topotecan
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)

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超分子 #3: 5D3-Fab variable domain

超分子名称: 5D3-Fab variable domain / 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 / EC番号: ABC-type xenobiotic transporter
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 72.385852 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MSSSNVEVFI PVSQGNTNGF PATASNDLKA FTEGAVLSFH NICYRVKLKS GFLPCRKPVE KEILSNINGI MKPGLNAILG PTGGGKSSL LDVLAARKDP SGLSGDVLIN GAPRPANFKC NSGYVVQDDV VMGTLTVREN LQFSAALRLA TTMTNHEKNE R INRVIQEL ...文字列:
MSSSNVEVFI PVSQGNTNGF PATASNDLKA FTEGAVLSFH NICYRVKLKS GFLPCRKPVE KEILSNINGI MKPGLNAILG PTGGGKSSL LDVLAARKDP SGLSGDVLIN GAPRPANFKC NSGYVVQDDV VMGTLTVREN LQFSAALRLA TTMTNHEKNE R INRVIQEL GLDKVADSKV GTQFIRGVSG GERKRTSIGM ELITDPSILF LDEPTTGLDS STANAVLLLL KRMSKQGRTI IF SIHQPRY SIFKLFDSLT LLASGRLMFH GPAQEALGYF ESAGYHCEAY NNPADFFLDI INGDSTAVAL NREEDFKATE IIE PSKQDK PLIEKLAEIY VNSSFYKETK AELHQLSGGE KKKKITVFKE ISYTTSFCHQ LRWVSKRSFK NLLGNPQASI AQII VTVVL GLVIGAIYFG LKNDSTGIQN RAGVLFFLTT NQCFSSVSAV ELFVVEKKLF IHEYISGYYR VSSYFLGKLL SDLLP MRML PSIIFTCIVY FMLGLKPKAD AFFVMMFTLM MVAYSASSMA LAIAAGQSVV SVATLLMTIC FVFMMIFSGL LVNLTT IAS WLSWLQYFSI PRYGFTALQH NEFLGQNFCP GLNATGNNPC NYATCTGEEY LVKQGIDLSP WGLWKNHVAL ACMIVIF LT IAYLKLLFLK KYS

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分子 #2: 5D3(Fab) light chain variable domain

分子名称: 5D3(Fab) light chain variable domain / 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 variable domain

分子名称: 5D3(Fab) heavy chain variable domain / 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 #4: (S)-10-[(DIMETHYLAMINO)METHYL]-4-ETHYL-4,9-DIHYDROXY-1H-PYRANO[3'...

分子名称: (S)-10-[(DIMETHYLAMINO)METHYL]-4-ETHYL-4,9-DIHYDROXY-1H-PYRANO[3',4':6,7]INOLIZINO[1,2-B]-QUINOLINE-3,14(4H,12H)-DIONE
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: TTC
分子量理論値: 421.446 Da
Chemical component information

ChemComp-TTC:
(S)-10-[(DIMETHYLAMINO)METHYL]-4-ETHYL-4,9-DIHYDROXY-1H-PYRANO[3',4':6,7]INOLIZINO[1,2-B]-QUINOLINE-3,14(4H,12H)-DIONE / トポテカン / 薬剤, 阻害剤*YM / ノギテカン

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分子 #5: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 4 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン / N-アセチルグルコサミン

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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

緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / 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
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / 平均電子線量: 62.0 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

CTF補正ソフトウェア - 名称: Gctf
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.39 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.15) / 使用した粒子像数: 133832

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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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