Jmolで見るトピックス分子（16-1）

◆ Jmolで見るトピックス分子（16-1） ◆

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ecosci.jpサイト内では分類しにくいニュースな分子や，RCSB PDBの新規公開データなどを脈絡なく掲載します。
※Jmol表示制限のため，10件ずつ表示するように変更しました（上記書庫も順次修正します）。
※旧版で表示していた一部の参考データ（PDBsumなど）は今後追加します。
※Jmol利用コンテンツはWindows 10でもInternet Explorer 11で閲覧できます。

RCSB PDB 2017/06/28 新規公開データより：5nj8 Structural basis for aryl hydrocarbon receptor mediated gene activation

Structural Basis for Aryl Hydrocarbon Receptor-Mediated Gene Activation（Structure，2017/06/08）
AhR関連別研究例
- 植物を用いた有機汚染物質の環境モニタリング　― 動物の化学物質受容体を持つ植物を利用 ―（神戸大学，2021/08/23）
  - Transport enhancement of hydrophobic pollutants by the expression of zucchini major latex-like protein genes in tobacco plants（Journal of Plant Physiology，2021/06/29）
  - Simple monitoring of endocrine-disrupting chemicals using transgenic Arabidopsis plants expressing medaka estrogen receptor（Chemosphere，2021/07/22）
- RCSB PDB 2025/01/15新規公開データより：8xs8 Crystal structure of the DNA-bound AHR-ARNT heterodimer in complex with Benzo[a]pyrene [NEW!]　※他に8xs6・8xs7・8xs9・8xsa・8xsb公開
  - 参考：8xs6に結合のタピナロフ（tapinarof）関連ニュース　［Tapinarof - Wikipedia］
    - アトピー性皮膚炎と尋常性乾癬に非ステロイド性の外用薬（日経メディカル，2024/09/06）
    - 別トピック（アトピー性皮膚炎治療薬）
ダイオキシンと芳香族炭化水素受容体（AhR） - 日本薬学会環境・衛生部会
芳香族炭化水素受容体 - Wikipedia
環境ホルモン情報（本サイト）｜環境ホルモンとして疑われている化合物の例｜ダイオキシン類の分子特性と毒性等価係数

PDBデータ 5nj8（アリール炭化水素受容体AhR；ARNT，DNAとの複合体）
［Aryl hydrocarbon receptor - Wikipedia，Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator - Wikipedia］

5nj8（アリール〈アリル〉炭化水素受容体，AhR）
8xs8（ベンゾ[a]ピレン〈benzo[a]pyrene〉とDNAが結合したAhR-ARNTヘテロダイマー）　同PDBsumデータ8xs8_W62$ ｜ PDBsumデータ8xs7_lp（AhRアゴニストFICZ）$ ｜ PDBsumデータ8xs6_lp（タピナロフ〈tapinarof〉）$　タピナロフ（tapinarof）｜ PDBsumデータ8xsa_lp（semileucoインジゴ）$　インジゴ（indigo；C.I.Vat Blue 1）　　→ 染料の種類
※参考（AhRに結合するとされる化合物例）： 2,3,7,8-TCDD（ダイオキシン類の例）｜ベンゾ[a]ピレン（benzo[a]pyrene）
※以下は神戸大学プレスリリースで扱われた化合物
CB126（3,3',4,4',5-PeCB）
CB77（3,3',4,4'-TCB）
CB118（2,3',4,4',5-PeCB）
4-t-オクチルフェノール（4-t-octylphenol；分岐型の例）｜ 4-オクチルフェノール（4-octylphenol；；直鎖型）
17β-エストラジオール（17β-estradiol）　→ 性ホルモン
フィプロニル（fipronil；フェニルピラゾール系殺虫剤） → 別トピック
イミダクロプリド（imidacloprid；ネオニコチノイド系農薬）　→ ネオニコチノイド系農薬問題
パーフルオロオクタンスルホン酸（perfluorooctanesulfonic acid，PFOS）　→ PFAS汚染問題
上記化合物が結合したエストロゲン受容体（ER）構造例：4mgaのChain A・C（4-t-オクチルフェノールが結合したエストロゲン受容体α；核内受容体コアクチベーター1が結合）　同PDBsumデータ4mga_27L$　→ 多様なリガンドを含むエストロゲン受容体および関連受容体等のSITE比較

バックボーン　二次構造　DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　DNA/RNA選択　同backbone選択　リガンド選択　HB選択（$印のみ）
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金　消去
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
ヒトの必須・非必須区別
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

アリール炭化水素受容体（AhR；ARNT，DNAとの複合体） 5nj8

ベンゾ[a]ピレンとDNAが結合したAhR-ARNTヘテロダイマー8xs8とPDBsumデータ
（AhRアゴニストFICZ結合の8xs7，タピナロフ結合の8xs6，semileucoインジゴ結合の8xsaとの比較）

ベンゾ[a]ピレン（benzo[a]pyrene），タピナロフ（tapinarof），インジゴ（indigo）とインジゴホワイト（indigo white，ロイコ化合物）
※タピナロフについては別トピック（アトピー性皮膚炎治療薬）参照
※インジゴについては染料の種類参照

4-t-オクチルフェノールが結合したエストロゲン受容体α（核内受容体コアクチベーター1も結合）4mgaのChain A・CとPDBsumデータ

ASP　GLU　CYS　MET　LYS　ARG　SER　THR　PHE　TYR　ASN　GLN　GLY　LEU　VAL　ILE　ALA　TRP　HIS　PRO

酸性

中性

芳香族

塩基性

ASP　GLU　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　CYS　SER　THR　ASN　GLN　PRO　MET　PHE　TYR　TRP　LYS　ARG　HIS

極性

酸性

塩基性

非極性（疎水性）

SER　THR　TYR　CYS　ASN　GLN　ASP　GLU　LYS　ARG　HIS　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　PHE　PRO　MET　TRP

ARG　LYS　ASN　ASP　GLN　GLU　HIS　PRO　TYR　TRP　SER　THR　GLY　ALA　MET　CYS　PHE　LEU　VAL　ILE

ASN　SER　ASP　GLN　GLU　THR　ARG　HIS　GLY　LYS　TYR　TRP　CYS　MET　PRO　PHE　ALA　VAL　LEU　ILE

ASP　GLU　CYS　ASN　PHE　GLN　TYR　SER　MET　TRP　VAL　GLY　LEU　ALA　ILE　THR　PRO　HIS　LYS　ARG

アミノ酸および特性基の親水性・疎水性｜ Log Pをポケットに！

Phosphate steering by Flap Endonuclease 1 promotes 5′-flap specificity and incision to prevent genome instability（Nature Communications，2017/06/27）

PDBデータ 5um9（DNAに結合したフラップエンドヌクレアーゼ-1）
［Flap endonuclease - Wikipedia，Flap structure-specific endonuclease 1 - Wikipedia，DNA repair - Wikipedia］

バックボーン　二次構造　DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　DNA/RNA選択　同backbone選択　リガンド選択　HB選択（$印のみ）
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金　消去
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

DNAに結合したフラップエンドヌクレアーゼ-1 5um9

書籍紹介：池田善昭・福岡伸一，「福岡伸一、西田哲学を読む　生命をめぐる思索の旅動的平衡と絶対矛盾的自己同一」，明石書店(2017) ｜新書版（小学館新書，2020）　※続編：福岡伸一，「新版動的平衡2　生命はなぜそこに宿るのか」，小学館新書(2018)　→ 別トピック

掲載されている生体分子関連データ例，記載事項に関係する生体分子データ例を以下に。
- 細胞膜の構造例： 4hea　［Cell membrane - Wikipedia，Lipid bilayer - Wikipedia］
  - 膜タンパク質データ集メニュー（本サイト）
- オートファジータンパク質の構造例： 4p1w　［Autophagy - Wikipedia］
  - 分子モデルで見るノーベル賞（本サイト）｜別トピック[1]・[2]
- プロテアソームの構造例： 1g0u　［Proteasome - Wikipedia］
  - 今月の分子 166: プロテアソーム（Proteasome）（PDBj，2013/10）｜ 060: ユビキチン（Ubiquitin）（PDBj，2004/12）
  - プロテアソームの作動機構と細胞内動態 - 日本生化学会
- チューブリンの構造例（パクリタキセルが結合したチューブリン-キネシン複合体）： 3edl　［Tubulin - Wikipedia，Microtubule - Wikipedia］
  - 今月の分子 175: 微小管（Microtubules）（PDBj，2014/07）
  - 別トピック（本サイト）
- “分解と合成”（p.297ほか）に関連して
  - 合成酵素と分解酵素の協演　－酵素タンパク質複合体の形成による効率的な連続化学反応－（SPring-8，2017/08/29）
    - Dynamics of nitric oxide controlled by protein complex in bacterial system（PNAS，2017/08/22）
- 　（今後追加します）
同書等に関する参考情報

PDBデータ 2mlrのModel 1（マトリックスメタロプロテアーゼ12が結合した細胞膜二重層；初期表示ではリン脂質のみ）

p.53ほか　細胞膜：2mlrのModel 1（マトリックスメタロプロテアーゼ12が結合した細胞膜二重層；リン脂質は1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine） ∥ ※参考（他のリン脂質含むタンパク質例）： 4pv1（シトクロムb₆f複合体；リン脂質 dioleoyl-phosphatidylcholine，クロロフィルa，ヘムなど含む）　OPC（リン脂質ジオレオイルホスファチジルコリン）選択　同PDBsumデータ4pv1_OPC[205(B)]（ジオレオイルホスファチジルコリン）
p.300ほか　オートファジー：4p1w（オートファジータンパク質Atg13^17BR-Atg17-Atg29-Atg31複合体）　Chain G（Atg13^17BR）選択　→ 別トピック
p.300ほか　プロテアソーム：1g0uのChain A-G；20Sプロテアソームのαリング例｜同Chain H-N；βリング例
p.311ほか　チューブリン／微小管：3edlの165量体（パクリタキセルが結合したチューブリン-キネシン複合体〈Chain ABDFG×33〉；AFがα-チューブリン，BGがβ-チューブリン，Dがキネシン-13モータードメイン）　α炭素のみ（4.00MB）　　D鎖選択　TA1（パクリタキセル）選択　CN2（コルヒチン誘導体）選択
p.297ほか［“分解と合成”に関連して］　亜硝酸還元酵素：一酸化窒素還元酵素（NiR：NOR）複合体：5guwのChain A・B・N（亜硝酸還元酵素：一酸化窒素還元酵素（NiR：NOR）複合体）

バックボーン　二次構造
DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　DNA/RNA選択　同backbone選択　リガンド選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金　消去
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

［左］マトリックスメタロプロテアーゼ12が結合した細胞膜二重層（リン脂質のみ表示） 2mlrのModel 1
［中・右］リン脂質ジオレオイルホスファチジルコリン，クロロフィルaなどを含むシトクロムb₆f複合体4pv1のPDBsumデータ例とその川上モデル

［左］オートファジータンパク質Atg13^17BR-Atg17-Atg29-Atg31複合体4p1w
［右］プロテアソームの構造例1g0u（上掲Jmol表示は部分のみ）

パクリタキセル（paclitaxel，商品名タキソール Taxol）を含むチューブリン-キネシン複合体3edlの165量体（Chain ABDFG×33；α炭素のみ）

“分解と合成”に関連して；亜硝酸還元酵素：一酸化窒素還元酵素（NiR：NOR）複合体5guwのChain A・B・N

今月の分子 211: 線毛機械（Pilus Machine）（PDBj，2017/07）｜ Molecule of the Month（PDB）　※3jc8の部分構造を以下に

PDBデータ 3jc8のChain Pa-PlおよびQa-Ql（IVa型線毛のPilPおよびPilQ）
［Pilus - Wikipedia］

バックボーン　二次構造
全選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

IVa型線毛3jc8の全体構造

構造生物学：カリウムチャネルのゲートを守る結合ポケット（Nature ハイライト，2017/07/20）｜ Video 1: Morph between the K_2P2.1(TREK 1) and K_2P2.1(TREK 1):ML335 structures　※PDBデータ5vk5・5vkn（下掲）・5vkp

PDBデータ 5vkn（ML335が結合した2ポアドメインカリウムチャネル；K_2P）
［Tandem pore domain potassium channel - Wikipedia，KCNK2 - Wikipedia］

5vkn（ML335が結合した2ポアドメインカリウムチャネル）　同PDBsumデータ5vkn_Q6F$ ｜ PDBsumデータ5vkp_Q5F$（ML402結合2ポアドメインカリウムチャネル）
※他の2ポアドメインカリウムチャネル（two-pore domainカリウム〈K_2P〉チャネル）構造例　同PDBsumデータ4xdk_408[606(A)]$　4xdk_405[607(A)]$
4xdkのChain A・B（(S)-ノルフルオキセチンと(R)-ノルフルオキセチンが結合）　405（S-体）選択　408（R-体）選択　K選択　同PDBsumデータ4xdk_408[606(A)]$　4xdk_405[607(A)]$

バックボーン　二次構造
全選択　タンパク質選択　リガンド選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金　消去
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

2ポアドメインカリウムチャネル5vkn（左）と5vkn・5vkpのPDBsumデータ

2ポアドメインカリウムチャネル4xdkのChain A・B（左；ノルフルオキセチンの(R)-体と(S)-体は重なり合っている）および(R)-体と(S)-体のPDBsumデータ（右）

RCSB PDB 2017/07/26 新規公開データより：5o3l Paired helical filament in Alzheimer's disease brain　※他に5o3o，5o3t

Cryo-EM structures of tau filaments from Alzheimer’s disease（Nature，2017/07/＃０６05）
Cover Story：アルツハイマー病のもつれを解く：タウ繊維の高分解能構造が脳内のタンパク質凝集体に光を当てる（Nature ハイライト，2017/07/13）
睡眠障害、アルツハイマー引き起こす要因か米研究（CNN Japan，2017/07/06）
アルツハイマーの原因タンパク質の原子構造を解明、英チーム（ロイター，2017/07/06）
タウ繊維に関する別研究
- 神経科学：4Rタウ繊維の新規な構造（Nature ハイライト，2020/04/09）　※“大脳皮質基底核変性症（CBD；運動障害と認知機能障害を生じる疾患）の患者で見られるタウ繊維のクライオ電子顕微鏡構造”，“CBD繊維は新規な4層の折りたたみ構造をとっていて、非タンパク質性の高密度部分を取り囲んでいることが分かった”。
- Novel tau filament fold in corticobasal degeneration（Nature，2020/02/12）　※2020/02/05公開PDBデータ6tjo・6tjx（下掲）
アルツハイマー型認知症の生化学 - Wikipedia
アルツハイマー病治療薬（本サイト）

PDBデータ 5o3l（アルツハイマー病患者の脳に蓄積するタウタンパク質フィラメント；Paired helical filament）
［Tau protein - Wikipedia］

5o3l（アルツハイマー病患者の脳に蓄積するタウタンパク質フィラメント；Paired helical filament）
5o3o（同；Pronase-treated paired helical filament）
5o3t（同；Straight filament）
※別研究データ例：6tjx（大脳皮質基底核変性症（CBD；運動障害と認知機能障害を生じる疾患）の患者で見られるタウ繊維）

バックボーン　二次構造
全選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金　消去
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

タウタンパク質フィラメント5o3l（アルツハイマー病患者の脳に蓄積；Paired helical filament）と6tjx（大脳皮質基底核変性症（CBD；運動障害と認知機能障害を生じる疾患）の患者で見られる）

今月の分子 212: グルタチオン転移酵素（Glutathione Transferases）（PDBj，2017/08）｜ Molecule of the Month（PDB）　※3gssの部分構造を以下に

PDBデータ 3gss（エタクリン酸-グルタチオン接合体が結合したヒトのグルタチオン-S-転移酵素P1-1〈hGSTP1-1〉）
［Glutathione S-transferase - Wikipedia］

3gss（エタクリン酸-グルタチオン接合体が結合したヒトのグルタチオン-S-転移酵素P1-1）　EAA（エタクリン酸）選択　GSH（グルタチオン）選択　同PDBsumデータ3gss_GSH-EAA$

バックボーン　二次構造
全選択　タンパク質選択　リガンド選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　α炭素ラベル表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

エタクリン酸-グルタチオン接合体が結合したヒトのグルタチオン-S-転移酵素P1-1（hGSTP1-1）3gssとそのPDBsumデータ

RCSB PDB 2017/08/09 新規公開データより：5x1b Paired helical filament in Alzheimer's disease brain　※他に5x19，5x1f

PDBデータ 5x1bのChain A-M（シトクロムcオキシダーゼ）
［Cytochrome c oxidase - Wikipedia］

5x1bのChain A-M（シトクロムcオキシダーゼ）　HEA（ヘムa）選択　CMO（一酸化炭素）選択

シトクロムcオキシダーゼ5x1bのChain A-M（右は部分拡大）

RCSB PDB 2017/08/16 新規公開データより：5wr3 Paired helical filament in Alzheimer's disease brain　※他に5wr2，5wr4，5wr5，5wr6

PDBデータ 5wr3（N-カルボベンゾキシ-L-アスパラギン酸が結合したサーモリシン；水性媒体微結晶のSFX構造）
［Thermolysin - Wikipedia］

5wr3（N-カルボベンゾキシ-L-アスパラギン酸が結合したサーモリシン）　NX6（N-カルボベンゾキシ-L-アスパラギン酸）選択　同PDBsumデータ5wr3_NX6$

N-カルボベンゾキシ-L-アスパラギン酸が結合したサーモリシン（水性媒体微結晶のSFX構造）5wr3（左）と同PDBsumデータ（右；油性媒体の5wr2でもI'/O'値は同じ）

細胞生物学：細胞膜からアクセスできる脂質シグナル伝達受容体（Nature ハイライト，2017/08/17）　※PDBデータ5wr5，5xsz（2017/08/16公開データ）

PDBデータ 5xsz（リゾホスファチジン酸〈LPA〉受容体 LPA₆）
［LPAR6 - Wikipedia］

5xsz（LPA受容体 LPA₆）　OLC（1-オレオイルグリセロール）選択　同PDBsumデータ5xsz_OLC[1201(A)]$　同5xsz_OLC[1202(A)]$　同5xsz_OLC[1203(A)]$

1-オレオイルグリセロールが結合したリゾホスファチジン酸（LPA）受容体 LPA₆ 5xsz（左）とそのPDBsumデータ（右；何れもLPAの一部分）

「生活環境化学の部屋」ホームページ｜ Jmol版「分子の学習帳」