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- PDB-7lc6: Cryo-EM Structure of KdpFABC in E2-P state with BeF3 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7lc6
タイトルCryo-EM Structure of KdpFABC in E2-P state with BeF3
要素(Potassium-transporting ATPase ...) x 4
キーワードMEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質) / P-type ATPase / ATP-dependent potassium pump
機能・相同性
機能・相同性情報


P-type K+ transporter / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / P-type potassium transmembrane transporter activity / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity ...P-type K+ transporter / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / P-type potassium transmembrane transporter activity / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site ...Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-9Y0 / : / Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
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: 3.7 Å
データ登録者Sweet, M.E. / Larsen, C. / Pedersen, B.P. / Stokes, D.L.
資金援助 米国, デンマーク, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01 GM108043 米国
European Research Council (ERC)637372 デンマーク
Danish Council for Independent ResearchDFF-8021-00161 デンマーク
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2021
タイトル: Structural basis for potassium transport in prokaryotes by KdpFABC.
著者: Marie E Sweet / Casper Larsen / Xihui Zhang / Michael Schlame / Bjørn P Pedersen / David L Stokes /
要旨: KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K ...KdpFABC is an oligomeric K transport complex in prokaryotes that maintains ionic homeostasis under stress conditions. The complex comprises a channel-like subunit (KdpA) from the superfamily of K transporters and a pump-like subunit (KdpB) from the superfamily of P-type ATPases. Recent structural work has defined the architecture and generated contradictory hypotheses for the transport mechanism. Here, we use substrate analogs to stabilize four key intermediates in the reaction cycle and determine the corresponding structures by cryogenic electron microscopy. We find that KdpB undergoes conformational changes consistent with other representatives from the P-type superfamily, whereas KdpA, KdpC, and KdpF remain static. We observe a series of spherical densities that we assign as K or water and which define a pathway for K transport. This pathway runs through an intramembrane tunnel in KdpA and delivers ions to sites in the membrane domain of KdpB. Our structures suggest a mechanism where ATP hydrolysis is coupled to K transfer between alternative sites in KdpB, ultimately reaching a low-affinity site where a water-filled pathway allows release of K to the cytoplasm.
履歴
登録2021年1月9日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02021年1月27日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年8月11日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / database_2
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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-23269
  • 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: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
B: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
C: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
D: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)157,6527
ポリマ－156,8704
非ポリマー7813
水724
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, Purifies as intact complex
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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Potassium-transporting ATPase ... , 4種, 4分子 ABCD

#1: タンパク質 Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] A chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] A chain / Potassium-binding and translocating subunit A / Potassium-translocating ATPase A chain


分子量: 59247.684 Da / 分子数: 1 / 変異: Q116R / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
株: K12 / 遺伝子: kdpA, b0698, JW0686 / プラスミド: pSD107 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): TK2498 / 参照: UniProt: P03959
#2: タンパク質 Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] B chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] B chain / Potassium-binding and translocating subunit B / Potassium-translocating ATPase B chain


分子量: 72251.867 Da / 分子数: 1 / 変異: S162A / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
株: K12 / 遺伝子: kdpB, b0697, JW0685 / プラスミド: pSD107 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): TK2498 / 参照: UniProt: P03960, P-type K+ transporter
#3: タンパク質 Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] C chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] C chain / Potassium-binding and translocating subunit C / Potassium-translocating ATPase C chain


分子量: 22299.225 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
株: K12 / 遺伝子: kdpC, b0696, JW0684 / プラスミド: pSD107 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): TK2498 / 参照: UniProt: P03961
#4: タンパク質・ペプチド Potassium-transporting ATPase KdpF subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] F chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] F chain / Potassium-binding and translocating subunit F / Potassium-translocating ATPase F chain


分子量: 3071.714 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
株: K12 / 遺伝子: kdpF, b4513, JW0687 / プラスミド: pSD107 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): TK2498 / 参照: UniProt: P36937

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非ポリマー , 4種, 7分子

#5: 化合物 ChemComp-K / POTASSIUM ION / カリウムカチオン


分子量: 39.098 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-9Y0 / (2R)-3-(((2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl)oxy)-2-(palmitoyloxy)propyl (E)-octadec-9-enoate


分子量: 717.996 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C39H76NO8P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 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: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 水 ChemComp-HOH / water / 水


分子量: 18.015 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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

構成要素名称: KdpFABC in E2-P intermediate state with BeF3 / タイプ: COMPLEX
詳細: KdpFABC complex solublized in decyl maltopyranoside (DM) detergent.
Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.16 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: TK2498 / プラスミド: pSD107
緩衝液pH: 7.5
詳細: The beryllium fluoride in the buffer was added to the protein mixture containing all other buffer components in the form of a pre-incubated mixture with the final concentrations 2.5 mM BeSO4 and 10 mM NaF.
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
125 mMtris(hydroxymethyl)aminomethane(HOCH2)3CNH21
2100 mMpotassium chlorideKCl1
35 mMmagnesium chlorideMgCl21
41 mMtris(2-carboxyethyl)phosphineC9H15O6P1
51.5 mg/mLdecyl maltopyranosideC22H42O111
62.5 mMberyllium fluorideフッ化ベリリウムBeF31
7100 mMsodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム1
試料濃度: 4.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: DM-solublized KdpFABC complex purified through SEC the same day as grid freezing. Peak fraction diluted to 4.5 mg/mL and complexed with beryllium fluoride solution for >30 min at room ...詳細: DM-solublized KdpFABC complex purified through SEC the same day as grid freezing. Peak fraction diluted to 4.5 mg/mL and complexed with beryllium fluoride solution for >30 min at room temperature prior to application to grid.
試料支持詳細: PELCO easiGlow Glow Discharge Cleaning System used for glow discharge with default settings.
グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K
詳細: 3 uL of protein mixture applied to grid. Blot time 4 seconds, blot force 0, no wait before plunging.

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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）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 77 K / 最低温度: 77 K
撮影平均露光時間: 2.5 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2567
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: dev_3758: / 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
4cryoSPARC2.9.0CTF補正
7UCSF Chimera1.13モデルフィッティング
9cryoSPARC2.9.0初期オイラー角割当
10cryoSPARC2.9.0最終オイラー角割当
11cryoSPARC2.9.0分類
12cryoSPARC2.9.0３次元再構成
13PHENIX1.18モデル精密化
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: 1525715 / 詳細: template based picking
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 223443 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 詳細: non-uniform refinement / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
原子モデル構築PDB-ID: 5MRW

5mrw

拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00910978
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.08814932
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d11.4223914
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0581798
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0081891

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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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