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- PDB-7tdt: Cryo-EM structure of nanodisc-embedded human ABCA1 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7tdt
タイトルCryo-EM structure of nanodisc-embedded human ABCA1
要素Phospholipid-transporting ATPase ABCA1
キーワードMEMBRANE PROTEIN (膜タンパク質) / sterol transport / ABC transporter / phospholipid transport
機能・相同性
機能・相同性情報


signal release / sphingolipid floppase activity / regulation of high-density lipoprotein particle assembly / apolipoprotein A-I receptor activity / positive regulation of high-density lipoprotein particle assembly / Defective ABCA1 causes TGD / response to vitamin B3 / apolipoprotein A-I binding / intracellular cholesterol transport / platelet dense granule organization ...signal release / sphingolipid floppase activity / regulation of high-density lipoprotein particle assembly / apolipoprotein A-I receptor activity / positive regulation of high-density lipoprotein particle assembly / Defective ABCA1 causes TGD / response to vitamin B3 / apolipoprotein A-I binding / intracellular cholesterol transport / platelet dense granule organization / phospholipid transporter activity / protein transmembrane transport / high-density lipoprotein particle binding / response to laminar fluid shear stress / floppase activity / HDL assembly / phosphatidylserine floppase activity / cellular response to cholesterol / peptide secretion / phospholipid homeostasis / phosphatidylcholine floppase activity / phosphatidylcholine binding / phospholipid efflux / export across plasma membrane / cholesterol transfer activity / reverse cholesterol transport / high-density lipoprotein particle assembly / lipoprotein biosynthetic process / P-type phospholipid transporter / regulation of Cdc42 protein signal transduction / phospholipid translocation / syntaxin binding / cholesterol efflux / cholesterol binding / endosomal transport / phagocytosis, engulfment / lysosome organization / intracellular vesicle / negative regulation of cholesterol storage / cellular response to cytokine stimulus / apolipoprotein binding / negative regulation of macrophage derived foam cell differentiation / cellular response to low-density lipoprotein particle stimulus / protein transmembrane transporter activity / protein secretion / endocytic vesicle / ATPase-coupled transmembrane transporter activity / positive regulation of cholesterol efflux / ABC-type transporter activity / phagocytic vesicle / cellular response to retinoic acid / NR1H3 & NR1H2 regulate gene expression linked to cholesterol transport and efflux / cholesterol metabolic process / cholesterol homeostasis / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / PPARA activates gene expression / small GTPase binding / cellular response to xenobiotic stimulus / ATPase binding / basolateral plasma membrane / cellular response to lipopolysaccharide / エンドソーム / 脂質ラフト / G protein-coupled receptor signaling pathway / external side of plasma membrane / signaling receptor binding / intracellular membrane-bounded organelle / endoplasmic reticulum membrane / perinuclear region of cytoplasm / ゴルジ体 / ATP hydrolysis activity / ATP binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
ABC-2 family transporter protein / ABC transporter A / ABC-2 type transporter / ABC transporter-like, conserved site / ABC transporters family signature. / 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
Phospholipid-transporting ATPase ABCA1
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: 4 Å
データ登録者Plummer, A.M. / Culbertson, A.T. / Morales-Perez, C.L. / Liao, M.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
American Heart Association18POST34030341 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1F32GM136092-01 米国
American Cancer SocietyPF-20-107-01-TBE 米国
引用ジャーナル: J Mol Biol / 年: 2023
タイトル: Activity and Structural Dynamics of Human ABCA1 in a Lipid Membrane.
著者: Ashlee M Plummer-Medeiros / Alan T Culbertson / Claudio L Morales-Perez / Maofu Liao /
要旨: The human ATP-binding cassette (ABC) transporter ABCA1 plays a critical role in lipid homeostasis as it extracts sterols and phospholipids from the plasma membrane for excretion to the extracellular ...The human ATP-binding cassette (ABC) transporter ABCA1 plays a critical role in lipid homeostasis as it extracts sterols and phospholipids from the plasma membrane for excretion to the extracellular apolipoprotein A-I and subsequent formation of high-density lipoprotein (HDL) particles. Deleterious mutations of ABCA1 lead to sterol accumulation and are associated with atherosclerosis, poor cardiovascular outcomes, cancer, and Alzheimer's disease. The mechanism by which ABCA1 drives lipid movement is poorly understood, and a unified platform to produce active ABCA1 protein for both functional and structural studies has been missing. In this work, we established a stable expression system for both a human cell-based sterol export assay and protein purification for in vitro biochemical and structural studies. ABCA1 produced in this system was active in sterol export and displayed enhanced ATPase activity after reconstitution into a lipid bilayer. Our single-particle cryo-EM study of ABCA1 in nanodiscs showed protein induced membrane curvature, revealed multiple distinct conformations, and generated a structure of nanodisc-embedded ABCA1 at 4.0-Å resolution representing a previously unknown conformation. Comparison of different ABCA1 structures and molecular dynamics simulations demonstrates both concerted domain movements and conformational variations within each domain. Taken together, our platform for producing and characterizing ABCA1 in a lipid membrane enabled us to gain important mechanistic and structural insights and paves the way for investigating modulators that target the functions of ABCA1.
履歴
登録2022年1月3日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年3月29日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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
A: Phospholipid-transporting ATPase ABCA1


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)255,3921
ポリマ－255,3921
非ポリマー00
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, native gel electrophoresis, 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 Phospholipid-transporting ATPase ABCA1 / ATP-binding cassette sub-family A member 1 / ATP-binding cassette transporter 1 / ABC-1 / ATP- ...ATP-binding cassette sub-family A member 1 / ATP-binding cassette transporter 1 / ABC-1 / ATP-binding cassette 1 / Cholesterol efflux regulatory protein


分子量: 255391.797 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ABCA1, ABC1, CERP / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O95477, P-type phospholipid transporter

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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: Human ABCA1 reconstituted into nanodiscs / タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 株: HEK
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTrisトリスヒドロキシメチルアミノメタンC4H11NO31
2100 mMSodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム1
35 %GlycerolグリセリンC3H8O31
試料濃度: 0.8 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Homogeneous, monodisperse sample of ABCA1 in nanodiscs
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結凍結剤: 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 /
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
EM imaging

アライメント法: COMA FREE / 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 照射モード: FLOOD BEAM / モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / Specimen-ID: 1

ID加速電圧 (kV)C2レンズ絞り径 (µm)凍結剤モデル最大 デフォーカス（公称値） (nm)最小 デフォーカス（公称値） (nm)倍率（公称値） (X)試料ホルダーモデル
130050NITROGENFEI TITAN KRIOS25001000105000FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
2200FEI TALOS ARCTICA3500150036000
撮影
IDImaging-ID電子線照射量 (e/Å2)フィルム・検出器のモデル
111.04GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
221.07GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリImaging-ID
2SerialEM画像取得1
4CTFFINDCTF補正
7Coot0.9.5モデルフィッティング
9PHENIX1.19.2モデル精密化
10SerialEM画像取得2
11RELION3.0.7初期オイラー角割当
12RELION3.0.7最終オイラー角割当
13RELION3.0.7分類
14RELION3.0.7３次元再構成
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: 364684
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 32360 / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 5XJY

5xjy


PDB chain-ID: A
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00314783
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.62820049
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.5071943
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0392277
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0042521

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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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