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- PDB-6hyc: The structure of full-length human phenylalanine hydroxylase in c... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6hyc
タイトルThe structure of full-length human phenylalanine hydroxylase in complex with the cofactor and negative regulator tetrahydrobiopterin
要素Phenylalanine-4-hydroxylase
キーワードOXIDOREDUCTASE (酸化還元酵素) / Tetrahydrobiopterin (テトラヒドロビオプテリン) / phenylalanine hydroxylase (フェニルアラニンヒドロキシラーゼ) / phenylketonuria (フェニルケトン尿症) / allostery (アロステリック効果)
機能・相同性
機能・相同性情報


フェニルケトン尿症 / フェニルアラニン / フェニルアラニンヒドロキシラーゼ / phenylalanine 4-monooxygenase activity / tyrosine biosynthetic process / catecholamine biosynthetic process / L-phenylalanine catabolic process / amino acid biosynthetic process / iron ion binding / 細胞質基質
類似検索 - 分子機能
Phenylalanine-4-hydroxylase, tetrameric form / Eukaryotic phenylalanine-4-hydroxylase, catalytic domain / フェニルアラニンヒドロキシラーゼ / Aromatic amino acid hydroxylase / Tyrosine 3-monooxygenase-like / ACT domain / Aromatic amino acid hydroxylase, iron/copper binding site / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylases signature. / Aromatic amino acid hydroxylase / Aromatic amino acid hydroxylase, C-terminal ...Phenylalanine-4-hydroxylase, tetrameric form / Eukaryotic phenylalanine-4-hydroxylase, catalytic domain / フェニルアラニンヒドロキシラーゼ / Aromatic amino acid hydroxylase / Tyrosine 3-monooxygenase-like / ACT domain / Aromatic amino acid hydroxylase, iron/copper binding site / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylases signature. / Aromatic amino acid hydroxylase / Aromatic amino acid hydroxylase, C-terminal / Aromatic amino acid monoxygenase, C-terminal domain superfamily / Aromatic amino acid hydroxylase superfamily / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylase / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylase family profile. / ACT domain profile. / ACT domain / ACT-like domain / Orthogonal Bundle / Mainly Alpha
類似検索 - ドメイン・相同性
テトラヒドロビオプテリン / Phenylalanine-4-hydroxylase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 3.18 Å
データ登録者Alcorlo Pages, M. / Flydal, I.M.
資金援助 スペイン, ノルウェー, 2件
組織認可番号国
Spanish Ministry of Economy and CompetitivenessBFU2014-59389-P and BFU2017-90030-P to JAH スペイン
Research Council of NorwayPrograms Forny (248889/O30) and FRIMEDBIO (261826) to AM ノルウェー
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2019
タイトル: Structure of full-length human phenylalanine hydroxylase in complex with tetrahydrobiopterin.
著者: Marte Innselset Flydal / Martín Alcorlo-Pagés / Fredrik Gullaksen Johannessen / Siseth Martínez-Caballero / Lars Skjærven / Rafael Fernandez-Leiro / Aurora Martinez / Juan A Hermoso /
要旨: Phenylalanine hydroxylase (PAH) is a key enzyme in the catabolism of phenylalanine, and mutations in this enzyme cause phenylketonuria (PKU), a genetic disorder that leads to brain damage and mental ...Phenylalanine hydroxylase (PAH) is a key enzyme in the catabolism of phenylalanine, and mutations in this enzyme cause phenylketonuria (PKU), a genetic disorder that leads to brain damage and mental retardation if untreated. Some patients benefit from supplementation with a synthetic formulation of the cofactor tetrahydrobiopterin (BH) that partly acts as a pharmacological chaperone. Here we present structures of full-length human PAH (hPAH) both unbound and complexed with BH in the precatalytic state. Crystal structures, solved at 3.18-Å resolution, show the interactions between the cofactor and PAH, explaining the negative regulation exerted by BH BH forms several H-bonds with the N-terminal autoregulatory tail but is far from the catalytic Fe Upon BH binding a polar and salt-bridge interaction network links the three PAH domains, explaining the stability conferred by BH Importantly, BH binding modulates the interaction between subunits, providing information about PAH allostery. Moreover, we also show that the cryo-EM structure of hPAH in absence of BH reveals a highly dynamic conformation for the tetramers. Structural analyses of the hPAH:BH subunits revealed that the substrate-induced movement of Tyr138 into the active site could be coupled to the displacement of BH from the precatalytic toward the active conformation, a molecular mechanism that was supported by site-directed mutagenesis and targeted molecular dynamics simulations. Finally, comparison of the rat and human PAH structures show that hPAH is more dynamic, which is related to amino acid substitutions that enhance the flexibility of hPAH and may increase the susceptibility to PKU-associated mutations.
履歴
登録2018年10月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02019年6月5日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12019年6月19日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: citation / citation_author / pdbx_database_proc
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22024年1月24日Group: Data collection / Database references / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / pdbx_initial_refinement_model
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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
D: Phenylalanine-4-hydroxylase
A: Phenylalanine-4-hydroxylase
C: Phenylalanine-4-hydroxylase
B: Phenylalanine-4-hydroxylase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)208,4397
ポリマ－207,7164
非ポリマー7243
水905
1
D: Phenylalanine-4-hydroxylase
C: Phenylalanine-4-hydroxylase
ヘテロ分子

D: Phenylalanine-4-hydroxylase
C: Phenylalanine-4-hydroxylase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)208,6818
ポリマ－207,7164
非ポリマー9654
水362
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
crystal symmetry operation2_556-x,y,-z+11
Buried area14710 Å2
ΔGint-57 kcal/mol
Surface area69200 Å2
2
A: Phenylalanine-4-hydroxylase
B: Phenylalanine-4-hydroxylase
ヘテロ分子

A: Phenylalanine-4-hydroxylase
B: Phenylalanine-4-hydroxylase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)208,1986
ポリマ－207,7164
非ポリマー4822
水724
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
crystal symmetry operation2_555-x,y,-z1
Buried area14290 Å2
ΔGint-50 kcal/mol
Surface area68990 Å2
単位格子
Length a, b, c (Å)101.940, 101.368, 203.543
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 90.00
Int Tables number5
Space group name H-MC121

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要素

#1: タンパク質
Phenylalanine-4-hydroxylase / PAH / Phe-4-monooxygenase


分子量: 51928.906 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: PAH / 発現宿主: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
参照: UniProt: P00439, フェニルアラニンヒドロキシラーゼ
#2: 化合物 ChemComp-H4B / 5,6,7,8-TETRAHYDROBIOPTERIN / 6R-テトラヒドロビオプテリン / テトラヒドロビオプテリン


分子量: 241.247 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C9H15N5O3 / コメント: 神経伝達物質*YM
#3: 水 ChemComp-HOH / water / 水


分子量: 18.015 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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実験情報

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実験

実験手法: X線回折 / 使用した結晶の数: 1

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試料調製

結晶マシュー密度: 2.48 Å3/Da / 溶媒含有率: 50.35 %
結晶化温度: 291 K / 手法: 蒸気拡散法, シッティングドロップ法 / pH: 7
詳細: 1.5 M DL Malic Acid pH=7.0, 100 mM Bis-Tris Propane pH=6.2, 0.9 mM Thesit, 0.98 mM BH4, 25 mM DTT and 1 mM reduced glutathione

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データ収集

回折平均測定温度: 100 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: ALBA / ビームライン: XALOC / 波長: 0.97926 Å
検出器タイプ: DECTRIS PILATUS3 S 6M / 検出器: PIXEL / 日付: 2016年10月19日
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長波長: 0.97926 Å / 相対比: 1
反射解像度: 3.18→33.92 Å / Num. obs: 34280 / % possible obs: 94.3 % / 冗長度: 3 % / Rmerge(I) obs: 0.181 / Rpim(I) all: 0.1314 / Net I/σ(I): 2.4
反射 シェル解像度: 3.18→3.34 Å / Num. unique obs: 3926

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX(1.13_2998: ???)精密化
XDSデータ削減
Aimlessデータスケーリング
MoRDa位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換
開始モデル: 5den

5den


解像度: 3.18→33.92 Å / SU ML: 0.43 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 0 / 位相誤差: 31.58
Rfactor反射数%反射
Rfree0.3107 1609 4.7 %
Rwork0.2619 --
obs0.2641 34264 97.77 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 3.18→33.92 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数13792 0 51 5 13848
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.00614227
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d1.0619257
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d3.6039378
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.0582078
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.0062488
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
3.1801-3.28260.38961250.30632642X-RAY DIFFRACTION86
3.2826-3.39990.30521420.27842773X-RAY DIFFRACTION93
3.3999-3.53580.31651880.26942878X-RAY DIFFRACTION99
3.5358-3.69660.29941660.26553004X-RAY DIFFRACTION100
3.6966-3.89120.30611780.25512995X-RAY DIFFRACTION100
3.8912-4.13460.29571680.24863011X-RAY DIFFRACTION100
4.1346-4.45320.33151590.24173053X-RAY DIFFRACTION100
4.4532-4.90010.31741300.25443022X-RAY DIFFRACTION100
4.9001-5.60650.422960.27093102X-RAY DIFFRACTION100
5.6065-7.05310.3571550.3143054X-RAY DIFFRACTION100
7.0531-33.92570.24151020.23853121X-RAY DIFFRACTION99

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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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