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- EMDB-20650: Calcium-bound MthK gating ring state 2 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-20650
タイトルCalcium-bound MthK gating ring state 2
マップデータCalcium-bound MthK gating ring state 2
試料
  • 複合体: Calcium-bound MthK gating ring
    • タンパク質・ペプチド: Calcium-gated potassium channel MthK
  • リガンド: CALCIUM IONカルシウム
  • リガンド: water水
キーワードMthK / TRANSPORT PROTEIN (運搬体タンパク質)
機能・相同性
機能・相同性情報


monoatomic cation transmembrane transporter activity / potassium ion transport / identical protein binding / metal ion binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Regulator of K+ conductance, N-terminal / TrkA-N domain / RCK N-terminal domain profile. / Regulator of K+ conductance, C-terminal / Regulator of K+ conductance, C-terminal domain superfamily / TrkA-C domain / RCK C-terminal domain profile. / Potassium channel domain / イオンチャネル / NAD(P)-binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Calcium-gated potassium channel MthK
類似検索 - 構成要素
生物種Methanothermobacter thermautotrophicus (古細菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Fan C / Nimigean C
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R01GM088352 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Ball-and-chain inactivation in a calcium-gated potassium channel.
著者: Chen Fan / Nattakan Sukomon / Emelie Flood / Jan Rheinberger / Toby W Allen / Crina M Nimigean /
要旨: Inactivation is the process by which ion channels terminate ion flux through their pores while the opening stimulus is still present. In neurons, inactivation of both sodium and potassium channels is ...Inactivation is the process by which ion channels terminate ion flux through their pores while the opening stimulus is still present. In neurons, inactivation of both sodium and potassium channels is crucial for the generation of action potentials and regulation of firing frequency. A cytoplasmic domain of either the channel or an accessory subunit is thought to plug the open pore to inactivate the channel via a 'ball-and-chain' mechanism. Here we use cryo-electron microscopy to identify the molecular gating mechanism in calcium-activated potassium channels by obtaining structures of the MthK channel from Methanobacterium thermoautotrophicum-a purely calcium-gated and inactivating channel-in a lipid environment. In the absence of Ca, we obtained a single structure in a closed state, which was shown by atomistic simulations to be highly flexible in lipid bilayers at ambient temperature, with large rocking motions of the gating ring and bending of pore-lining helices. In Ca-bound conditions, we obtained several structures, including multiple open-inactivated conformations, further indication of a highly dynamic protein. These different channel conformations are distinguished by rocking of the gating rings with respect to the transmembrane region, indicating symmetry breakage across the channel. Furthermore, in all conformations displaying open channel pores, the N terminus of one subunit of the channel tetramer sticks into the pore and plugs it, with free energy simulations showing that this is a strong interaction. Deletion of this N terminus leads to functionally non-inactivating channels and structures of open states without a pore plug, indicating that this previously unresolved N-terminal peptide is responsible for a ball-and-chain inactivation mechanism.
履歴
登録2019年8月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年9月11日-
マップ公開2020年3月25日-
更新2024年3月20日-
現状2024年3月20日処理サイト: RCSB / 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: 0.035
  • 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: 0.035
  • 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-6u5n
  • 表面レベル: 0.035
  • 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_20650.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_20650.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Calcium-bound MthK gating ring state 2
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.1 Å/pix.
x 240 pix.
= 263.04 Å		1.1 Å/pix.
x 240 pix.
= 263.04 Å		1.1 Å/pix.
x 240 pix.
= 263.04 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.096 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.035 / ムービー #1: 0.035
最小 - 最大-0.15968238 - 0.2749207
平均 (標準偏差)0.00008746376 (±0.005876196)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 263.03998 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0961.0961.096
M x/y/z240240240
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z263.040263.040263.040
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS240240240
D min/max/mean-0.1600.2750.000

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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 : Calcium-bound MthK gating ring

全体名称: Calcium-bound MthK gating ring
要素
  • 複合体: Calcium-bound MthK gating ring
    • タンパク質・ペプチド: Calcium-gated potassium channel MthK
  • リガンド: CALCIUM IONカルシウム
  • リガンド: water水

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超分子 #1: Calcium-bound MthK gating ring

超分子名称: Calcium-bound MthK gating ring / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 / 詳細: Calcium bound MthK gating ring
由来(天然)生物種: Methanothermobacter thermautotrophicus (古細菌)
分子量理論値: 200 KDa

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分子 #1: Calcium-gated potassium channel MthK

分子名称: Calcium-gated potassium channel MthK / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Methanothermobacter thermautotrophicus (古細菌)
分子量理論値: 37.35616 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MVLVIEIIRK HLPRVLKVPA TRILLLVLAV IIYGTAGFHF IEGESWTVSL YWTFVTIATV GYGDYSPSTP LGMYFTVTLI VLGIGTFAV AVERLLEFLI NREQMKLMGL IDVAKSRHVV ICGWSESTLE CLRELRGSEV FVLAEDENVR KKVLRSGANF V HGDPTRVS ...文字列:
MVLVIEIIRK HLPRVLKVPA TRILLLVLAV IIYGTAGFHF IEGESWTVSL YWTFVTIATV GYGDYSPSTP LGMYFTVTLI VLGIGTFAV AVERLLEFLI NREQMKLMGL IDVAKSRHVV ICGWSESTLE CLRELRGSEV FVLAEDENVR KKVLRSGANF V HGDPTRVS DLEKANVRGA RAVIVDLESD SETIHCILGI RKIDESVRII AEAERYENIE QLRMAGADQV ISPFVISGRL MS RSIDDGY EAMFVQDVLA EESTRRMVEV PIPEGSKLEG VSVLDADIHD VTGVIIIGVG RGDELIIDPP RDYSFRAGDI ILG IGKPEE IERLKNYISA

UniProtKB: Calcium-gated potassium channel MthK

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分子 #2: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 24 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 Da

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分子 #3: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 8 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER / 水

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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: 8.5
構成要素:
濃度名称式
20.0 mMHEPES
100.0 mMpotassium chlorideKCl
グリッドモデル: Quantifoil, UltrAuFoil, R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 40 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 296 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: blotting for 2 seconds (blot force 0).

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: -2.4 µm
最小 デフォーカス（公称値）: -1.4000000000000001 µm
倍率（公称値）: 59000
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: COUNTING / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 52.0 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

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

3ldc

初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3)
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: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3) / 使用した粒子像数: 113103

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-6u5n:
Calcium-bound MthK gating ring state 2

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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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