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- PDB-6hbu: Cryo-EM structure of the ABCG2 E211Q mutant bound to ATP and Magnesium -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6hbu
タイトルCryo-EM structure of the ABCG2 E211Q mutant bound to ATP and Magnesium
要素ATP-binding cassette sub-family G member 2
キーワードMEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質) / Multidrug transporter / cancer (悪性腫瘍)
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
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Broad substrate specificity ATP-binding cassette transporter ABCG2
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: 3.09 Å
データ登録者Manolaridis, I. / Jackson, S.M. / Taylor, N.M.I. / Kowal, J. / Stahlberg, H. / Locher, K.P.
資金援助 スイス, 2件
組織認可番号国
Swiss National Science Foundation スイス
ETH-22-14-1 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13日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02018年11月7日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12018年11月21日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume ..._citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22019年10月23日Group: Data collection / Other / カテゴリ: atom_sites / cell
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] ..._atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3] / _cell.Z_PDB

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-0190
  • UCSF Chimeraによる作画
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ムービービューア
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: ATP-binding cassette sub-family G member 2
B: ATP-binding cassette sub-family G member 2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)145,8336
ポリマ－144,7702
非ポリマー1,0634
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, microscopy
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area11050 Å2
ΔGint-89 kcal/mol
Surface area44040 Å2
手法PISA

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要素

#1: タンパク質 ATP-binding cassette sub-family G member 2 / Breast cancer resistance protein / CDw338 / Mitoxantrone resistance-associated protein / Placenta- ...Breast cancer resistance protein / CDw338 / Mitoxantrone resistance-associated protein / Placenta-specific ATP-binding cassette transporter / Urate exporter


分子量: 72384.867 Da / 分子数: 2 / 変異: E211Q / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ABCG2, ABCP, BCRP, BCRP1, MXR / 細胞株 (発現宿主): HEK293 EBNA / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q9UNQ0
#2: 化合物 ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / アデノシン三リン酸


分子量: 507.181 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#3: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg

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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
1inhibitor-bound ABCG2COMPLEX#10MULTIPLE SOURCES
2A mutant (E211Q) of the ATP-binding cassette sub-family G member 2COMPLEX#11RECOMBINANT
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
試料濃度: 0.4 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE-PROPANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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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: FEI TITAN 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 FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 165000 X
撮影平均露光時間: 0.2 sec. / 電子線照射量: 2 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 4905

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.13_2998: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2SerialEM画像取得
12RELION2３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.09 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 288447 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 136
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0099339
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.13612652
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.8345526
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.061466
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0071566

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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)

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  • 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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