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基本情報

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データベース: PDB / ID: 6irg
タイトルStructure of the human GluN1/GluN2A NMDA receptor in the glutamate/glycine-bound state at pH 6.3, Class II
構成要素
  • Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
  • Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2A
キーワードMEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質) / ionotropic glutamate receptors / NMDA receptors (NMDA型グルタミン酸受容体) / synaptic protein
機能・相同性Receptor, ligand binding region / RAF/MAP kinase cascade / Periplasmic binding protein-like I / Receptor family ligand binding region / Calmodulin-binding domain C0 of NMDA receptor NR1 subunit / Ionotropic glutamate receptor, L-glutamate and glycine-binding domain / Calmodulin-binding domain C0, NMDA receptor, NR1 subunit / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / EPHB-mediated forward signaling ...Receptor, ligand binding region / RAF/MAP kinase cascade / Periplasmic binding protein-like I / Receptor family ligand binding region / Calmodulin-binding domain C0 of NMDA receptor NR1 subunit / Ionotropic glutamate receptor, L-glutamate and glycine-binding domain / Calmodulin-binding domain C0, NMDA receptor, NR1 subunit / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / EPHB-mediated forward signaling / Ras activation upon Ca2+ influx through NMDA receptor / Glutamate [NMDA] receptor, epsilon subunit, C-terminal / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / Neurexins and neuroligins / MECP2 regulates neuronal receptors and channels / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ionotropic glutamate receptor / 長期増強 / Synaptic adhesion-like molecules / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / Ligand-gated ion channel / propylene metabolic process / response to glycine / pons maturation / protein localization to postsynaptic membrane / directional locomotion / excitatory chemical synaptic transmission / conditioned taste aversion / olfactory learning / regulation of respiratory gaseous exchange / serotonin metabolic process / startle response / glutamate receptor signaling pathway / regulation of synapse assembly / 睡眠 / glutamate-gated calcium ion channel activity / neurotransmitter binding / calcium ion transmembrane import into cytosol / 神経発生 / cation transport / respiratory gaseous exchange / calcium ion homeostasis / activation of cysteine-type endopeptidase activity / glycine binding / NMDA glutamate receptor activity / glutamate binding / NMDA selective glutamate receptor complex / dopamine metabolic process / regulation of dendrite morphogenesis / synaptic membrane / suckling behavior / positive regulation of cysteine-type endopeptidase activity / social behavior / positive regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / male mating behavior / regulation of axonogenesis / synaptic transmission, glutamatergic / postsynaptic density membrane / response to morphine / positive regulation of calcium ion transport into cytosol / excitatory synapse / long-term memory / excitatory postsynaptic potential / synaptic cleft / positive regulation of excitatory postsynaptic potential / regulation of membrane potential / prepulse inhibition / adult locomotory behavior / sensory perception of pain / integral component of postsynaptic density membrane / transmitter-gated ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / response to amphetamine / regulation of sensory perception of pain / visual learning / regulation of synaptic plasticity / long-term synaptic potentiation / ionotropic glutamate receptor signaling pathway / cerebral cortex development / regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / 記憶 / positive regulation of long-term synaptic potentiation / presynaptic membrane / terminal bouton / ephrin receptor signaling pathway / negative regulation of protein catabolic process / protein heterotetramerization / postsynaptic membrane / synaptic vesicle / response to wounding / learning or memory / brain development / Ras guanyl-nucleotide exchange factor activity / chemical synaptic transmission / amyloid-beta binding / calmodulin binding / response to ethanol / negative regulation of neuron apoptotic process / 樹状突起スパイン / 分裂促進因子活性化タンパク質キナーゼ / postsynaptic density
機能・相同性情報
試料の由来Homo sapiens (ヒト)
実験手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 5.5 Å 分解能
データ登録者Zhang, J. / Chang, S. / Zhang, X. / Zhu, S.
引用ジャーナル: Cell Rep / : 2018
タイトル: Structural Basis of the Proton Sensitivity of Human GluN1-GluN2A NMDA Receptors.
著者: Jin-Bao Zhang / Shenghai Chang / Pan Xu / Miao Miao / Hangjun Wu / Youyi Zhang / Tongtong Zhang / Han Wang / Jilin Zhang / Chun Xie / Nan Song / Cheng Luo / Xing Zhang / Shujia Zhu
要旨: N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are critical for synaptic development and plasticity. While glutamate is the primary agonist, protons can modulate NMDA receptor activity at synapses during ...N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are critical for synaptic development and plasticity. While glutamate is the primary agonist, protons can modulate NMDA receptor activity at synapses during vesicle exocytosis by mechanisms that are unknown. We used cryo-electron microscopy to solve the structures of the human GluN1-GluN2A NMDA receptor at pH 7.8 and pH 6.3. Our structures demonstrate that the proton sensor predominantly resides in the N-terminal domain (NTD) of the GluN2A subunit and reveal the allosteric coupling mechanism between the proton sensor and the channel gate. Under high-pH conditions, the GluN2A-NTD adopts an "open-and-twisted" conformation. However, upon protonation at the lower pH, the GluN2A-NTD transits from an open- to closed-cleft conformation, causing rearrangements between the tetrameric NTDs and agonist-binding domains. The conformational mobility observed in our structures (presumably from protonation) is supported by molecular dynamics simulation. Our findings reveal the structural mechanisms by which protons allosterically inhibit human GluN1-GluN2A receptor activity.
構造検証レポート
簡易版詳細版構造検証レポートについて
日付登録: 2018年11月12日 / 公開: 2019年1月16日

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構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

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集合体

登録構造単位
C: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
A: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
B: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2A
D: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2A


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)379,0574
ポリマ-379,0574
非ポリマ-00
0
1


タイプ名称対称操作
identity operation1_5551
Buried area (Å2)21800
ΔGint (kcal/M)-165
Surface area (Å2)153000

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構成要素

#1: タンパク質・ペプチド Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1 / N-methyl-D-aspartate receptor subunit NR1 / NMD-R1


分子量: 95336.219 Da / 分子数: 2 / 詳細: 2 mM Glycine / 変異: G612R / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: Grin1, NMDAR1 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S GnTl- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q05586
#2: タンパク質・ペプチド Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2A / N-methyl D-aspartate receptor subtype 2A / hNR2A


分子量: 94192.172 Da / 分子数: 2 / 詳細: 2 mM L-Glutamate / 変異: E656R, E657R / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: Grin2a / 細胞株 (発現宿主): HEK293S GnTl- / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q12879

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実験情報

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実験

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

構成要素名称: Human GluN1/GluN2A NMDA receptors in the glutamate/glycine bound state at pH 6.3, Class II
タイプ: COMPLEX / 詳細: with the presence of Glycine,L-glutamate and EDTA / Entity ID: 1, 2 / 由来: RECOMBINANT
分子量: 0.38 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)セル: HEK293S GnTl- / 生物種: Homo sapiens (ヒト) / Plasmid: pEG-Bacmam
緩衝液詳細: Solutions were made fresh. / pH: 6.3
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer ID
1150 mMsodium chlorideNaCl1
220 mMMESC6H13NO4S1
30.05 mMEDTA(HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)21
40.005 mMCholesteryl Hemisuccinate Tris SaltC31H50O4(C4H11NO3)1
50.001 g/mLDigitoninC56H92O291
60.1 mMCHAPSOC32H58N2O8S1
72 mMGlycineNH2CH2COOH1
82 mML-Glutamic acid monosodium salt hydrateC5H8NNaO4(xH2O)1
試料濃度: 3.5 mg/ml / 詳細: Tetrameric GluN1/GluN2A NMDA receptors / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 15 mA / グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK II / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 291 kelvins / 詳細: blot for 2 seconds before plunging in liquid ethane

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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
撮影平均照射時間: 12 sec. / 電子線照射量: 56 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 4
画像スキャン動画フレーム数/画像: 40 / 利用したフレーム数/画像: 1-40

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1Gautomatchparticle selection
4GctfCTF correction
7UCSF Chimeramodel fitting
13PHENIXmodel refinement
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 722287
3次元再構成分解能: 5.5 Å / 分解能の評価方法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 148840 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築精密化のプロトコル: RIGID BODY FIT
原子モデル構築
IDPDB-IDPdb chain IDあてはめID
14PE5A,B,C,D1
25TQ0B1
35H8FA,B1

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万見について

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お知らせ

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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: PDBeのEMDBサイト / 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。詳細は下記のリンクをご覧ください。
  • 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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2017年6月16日: Omokage検索で絞り込み

Omokage検索で絞り込み

  • Omokage検索の結果をキーワードとデータベースの種類で絞り込むことができるようになりました。

関連情報: Omokage検索

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2016年9月15日: 新しくなったEM Navigatorと万見

新しくなったEM Navigatorと万見

  • EM Navigatorと万見を刷新しました

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見

新しいEM Navigatorと万見

  • これまで開発版として公開していたEM Navigatorと万見が、9月15日から正式版となります。
  • 現行版も「旧版」としてしばらく公開を継続します。

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点 / EM Navigator / 万見 (Yorodumi)

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  • 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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