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- EMDB-28175: Cryo-EM structure of the active NLRP3 inflammasome disk -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-28175
タイトルCryo-EM structure of the active NLRP3 inflammasome disk
マップデータPrimary Map
試料
  • 複合体: a complex of NLRP3 and NEK7
    • タンパク質・ペプチド: NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3
    • タンパク質・ペプチド: Serine/threonine-protein kinase Nek7
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
機能・相同性
機能・相同性情報


NEK6-subfamily protein kinase / small molecule sensor activity / detection of biotic stimulus / phosphatidylinositol phosphate binding / cysteine-type endopeptidase activator activity / positive regulation of T-helper 2 cell differentiation / Activation of NIMA Kinases NEK9, NEK6, NEK7 / NLRP3 inflammasome complex assembly / interphase microtubule organizing center / positive regulation of T-helper 2 cell cytokine production ...NEK6-subfamily protein kinase / small molecule sensor activity / detection of biotic stimulus / phosphatidylinositol phosphate binding / cysteine-type endopeptidase activator activity / positive regulation of T-helper 2 cell differentiation / Activation of NIMA Kinases NEK9, NEK6, NEK7 / NLRP3 inflammasome complex assembly / interphase microtubule organizing center / positive regulation of T-helper 2 cell cytokine production / NLRP3 inflammasome complex / positive regulation of type 2 immune response / cellular response to potassium ion / Nuclear Pore Complex (NPC) Disassembly / peptidoglycan binding / osmosensory signaling pathway / negative regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / phosphatidylinositol-4-phosphate binding / negative regulation of interleukin-1 beta production / 微小管形成中心 / pattern recognition receptor signaling pathway / positive regulation of NLRP3 inflammasome complex assembly / negative regulation of NF-kappaB transcription factor activity / positive regulation of interleukin-4 production / pyroptotic inflammatory response / positive regulation of telomere capping / negative regulation of acute inflammatory response / positive regulation of cysteine-type endopeptidase activity involved in apoptotic process / protein maturation / The NLRP3 inflammasome / spindle assembly / Purinergic signaling in leishmaniasis infection / signaling adaptor activity / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / positive regulation of telomerase activity / regulation of mitotic cell cycle / positive regulation of telomere maintenance via telomerase / positive regulation of interleukin-1 beta production / molecular condensate scaffold activity / molecular function activator activity / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / protein homooligomerization / ADP binding / Cytoprotection by HMOX1 / Metalloprotease DUBs / cellular response to virus / defense response / negative regulation of inflammatory response / 紡錘体 / positive regulation of inflammatory response / positive regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / SARS-CoV-1 activates/modulates innate immune responses / positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity / DNA-binding transcription factor binding / 微小管 / cellular response to lipopolysaccharide / sequence-specific DNA binding / molecular adaptor activity / 炎症 / ゴルジ体 / protein phosphorylation / protein serine kinase activity / 自然免疫系 / protein serine/threonine kinase activity / 中心体 / apoptotic process / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / 小胞体 / シグナル伝達 / ATP hydrolysis activity / positive regulation of transcription by RNA polymerase II / ミトコンドリア / extracellular region / 核質 / ATP binding / 生体膜 / identical protein binding / metal ion binding / 細胞核 / 細胞質基質 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
NACHT-associated domain / Fish-specific NACHT associated domain / Fish-specific NACHT associated domain / NACHT, LRR and PYD domains-containing protein, helical domain HD2 / NLRC4 helical domain HD2 / NOD2, winged helix domain / NOD2 winged helix domain / DAPIN domain / DAPIN domain profile. / PAAD/DAPIN/Pyrin domain ...NACHT-associated domain / Fish-specific NACHT associated domain / Fish-specific NACHT associated domain / NACHT, LRR and PYD domains-containing protein, helical domain HD2 / NLRC4 helical domain HD2 / NOD2, winged helix domain / NOD2 winged helix domain / DAPIN domain / DAPIN domain profile. / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / NACHT nucleoside triphosphatase / NACHT domain / NACHT-NTPase domain profile. / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / Leucine rich repeat, ribonuclease inhibitor type / ロイシンリッチリピート / Death-like domain superfamily / ロイシンリッチリピート / Leucine-rich repeat domain superfamily / Serine-threonine/tyrosine-protein kinase, catalytic domain / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / Protein kinase domain / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / Protein kinase, ATP binding site / Protein kinases ATP-binding region signature. / Protein kinase domain profile. / Protein kinase domain / Protein kinase-like domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Serine/threonine-protein kinase Nek7 / NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Hao W / Le X
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI) 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Cryo-EM structures of the active NLRP3 inflammasome disc.
著者: Le Xiao / Venkat Giri Magupalli / Hao Wu /
要旨: Inflammasomes are cytosolic innate immune complexes that activate caspase-1 following detection of pathogenic and endogenous dangers, and NACHT-, leucine-rich repeat (LRR)- and pyrin domain (PYD)- ...Inflammasomes are cytosolic innate immune complexes that activate caspase-1 following detection of pathogenic and endogenous dangers, and NACHT-, leucine-rich repeat (LRR)- and pyrin domain (PYD)-containing protein  3 (NLRP3) is an inflammasome sensor of membrane damage highly important in regard to the induction of inflammation. Here we report cryogenic electron microscopy structures of disc-shaped active NLRP3 oligomers in complex with adenosine 5'-O-(3-thio)triphosphate, the centrosomal NIMA-related kinase 7 (NEK7) and the adaptor protein ASC, which recruits caspase-1. In these NLRP3-NEK7-ASC complexes, the central NACHT domain of NLRP3 assumes an ATP-bound conformation in which two of its subdomains rotate by about 85° relative to the ADP-bound inactive conformation. The fish-specific NACHT-associated domain conserved in NLRP3 but absent in most NLRPs becomes ordered in its key regions to stabilize the active NACHT conformation and mediate most interactions in the disc. Mutations on these interactions compromise NLRP3-mediated caspase-1 activation. The N-terminal PYDs from all NLRP3 subunits combine to form a PYD filament that recruits ASC PYD to elicit downstream signalling. Surprisingly, the C-terminal LRR domain and the LRR-bound NEK7 do not participate in disc interfaces. Together with previous structures of an inactive NLRP3 cage in which LRR-LRR interactions play an important role, we propose that the role of NEK7 is to break the inactive cage to transform NLRP3 into the active NLRP3 inflammasome disc.
履歴
登録2022年9月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年12月14日-
マップ公開2022年12月14日-
更新2023年2月1日-
現状2023年2月1日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_28175.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_28175.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Primary Map
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.06 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.2
最小 - 最大-1.4964914 - 2.5688908
平均 (標準偏差)0.0042392532 (±0.04771799)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 542.72 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Half Map 1

ファイルemd_28175_half_map_1.map
注釈Half Map 1
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half Map 2

ファイルemd_28175_half_map_2.map
注釈Half Map 2
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : a complex of NLRP3 and NEK7

全体名称: a complex of NLRP3 and NEK7
要素
  • 複合体: a complex of NLRP3 and NEK7
    • タンパク質・ペプチド: NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3
    • タンパク質・ペプチド: Serine/threonine-protein kinase Nek7
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: a complex of NLRP3 and NEK7

超分子名称: a complex of NLRP3 and NEK7 / タイプ: complex / ID: 1 / キメラ: Yes / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3

分子名称: NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 10 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 102.67557 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: KKDYRKKYRK YVRSRFQCIE DRNARLGESV SLNKRYTRLR LIKEHRSQQE REQELLAIGK TKTCESPVSP IKMELLFDPD DEHSEPVHT VVFQGAAGIG KTILARKMML DWASGTLYQD RFDYLFYIHC REVSLVTQRS LGDLIMSCCP DPNPPIHKIV R KPSRILFL ...文字列:
KKDYRKKYRK YVRSRFQCIE DRNARLGESV SLNKRYTRLR LIKEHRSQQE REQELLAIGK TKTCESPVSP IKMELLFDPD DEHSEPVHT VVFQGAAGIG KTILARKMML DWASGTLYQD RFDYLFYIHC REVSLVTQRS LGDLIMSCCP DPNPPIHKIV R KPSRILFL MDGFDELQGA FDEHIGPLCT DWQKAERGDI LLSSLIRKKL LPEASLLITT RPVALEKLQH LLDHPRHVEI LG FSEAKRK EYFFKYFSDE AQARAAFSLI QENEVLFTMC FIPLVCWIVC TGLKQQMESG KSLAQTSKTT TAVYVFFLSS LLQ PRGGSQ EHGLCAHLWG LCSLAADGIW NQKILFEESD LRNHGLQKAD VSAFLRMNLF QKEVDCEKFY SFIHMTFQEF FAAM YYLLE EEKEGRTNVP GSRLKLPSRD VTVLLENYGK FEKGYLIFVV RFLFGLVNQE RTSYLEKKLS CKISQQIRLE LLKWI EVKA KAKKLQIQPS QLELFYCLYE MQEEDFVQRA MDYFPKIEIN LSTRMDHMVS SFCIENCHRV ESLSLGFLHN MPKEEE EEE KEGRHLDMVQ CVLPSSSHAA CSHGLVNSHL TSSFCRGLFS VLSTSQSLTE LDLSDNSLGD PGMRVLCETL QHPGCNI RR LWLGRCGLSH ECCFDISLVL SSNQKLVELD LSDNALGDFG IRLLCVGLKH LLCNLKKLWL VSCCLTSACC QDLASVLS T SHSLTRLYVG ENALGDSGVA ILCEKAKNPQ CNLQKLGLVN SGLTSVCCSA LSSVLSTNQN LTHLYLRGNT LGDKGIKLL CEGLLHPDCK LQVLELDNCN LTSHCCWDLS TLLTSSQSLR KLSLGNNDLG DLGVMMFCEV LKQQSCLLQN LGLSEMYFNY ETKSALETL QEEKPELTVV FEP

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分子 #2: Serine/threonine-protein kinase Nek7

分子名称: Serine/threonine-protein kinase Nek7 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 10 / 光学異性体: LEVO / EC番号: non-specific serine/threonine protein kinase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 32.038203 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: KALRPDMGYN TLANFRIEKK IGRGQFSEVY RAACLLDGVP VALKKVQIFD LMDAKARADC IKEIDLLKQL NHPNVIKYYA SFIEDNELN IVLELADAGD LSRMIKHFKK QKRLIPERTV WKYFVQLCSA LEHMHSRRVM HRDIKPANVF ITATGVVKLG D LGLGRFFS ...文字列:
KALRPDMGYN TLANFRIEKK IGRGQFSEVY RAACLLDGVP VALKKVQIFD LMDAKARADC IKEIDLLKQL NHPNVIKYYA SFIEDNELN IVLELADAGD LSRMIKHFKK QKRLIPERTV WKYFVQLCSA LEHMHSRRVM HRDIKPANVF ITATGVVKLG D LGLGRFFS SKTTAAHSLV GTPYYMSPER IHENGYNFKS DIWSLGCLLY EMAALQSPFY GDKMNLYSLC KKIEQCDYPP LP SDHYSEE LRQLVNMCIN PDPEKRPDVT YVYDVAKRMH A

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分子 #3: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 10 / 式: AGS
分子量理論値: 523.247 Da
Chemical component information

ChemComp-AGS:
PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / ATP-γ-S / ATP-gamma-S, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 10 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期 角度割当タイプ: COMMON LINE
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 51576

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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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