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- EMDB-0180: Structure of the repeat unit in the network formed by CcmM and Ru... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-0180
タイトルStructure of the repeat unit in the network formed by CcmM and Rubisco from Synechococcus elongatus
マップデータMap after post-processing
試料
  • 複合体: Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL domain from CcmM and each two RbcL and two RbcS chains from Rubisco
    • タンパク質・ペプチド: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
    • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
    • タンパク質・ペプチド: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
キーワードCcmM / M58 / M35 / SSUL domain / Rubisco (リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ) / Carboxysome (カルボキシソーム) / PROTEIN BINDING (タンパク質)
機能・相同性
機能・相同性情報


structural constituent of carboxysome shell / カルボキシソーム / 光呼吸 / リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ / 炭素固定 / ribulose-bisphosphate carboxylase activity / reductive pentose-phosphate cycle / 光合成 / monooxygenase activity / magnesium ion binding
類似検索 - 分子機能
Carboxysome assembly protein CcmM / : / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit, domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase large subunit, type I / Ribulose bisphosphate carboxylase, large chain, active site / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain active site. ...Carboxysome assembly protein CcmM / : / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit, domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase large subunit, type I / Ribulose bisphosphate carboxylase, large chain, active site / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain active site. / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, ferrodoxin-like N-terminal / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain, N-terminal domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal / リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal domain superfamily / RuBisCO large subunit, N-terminal domain superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain, catalytic domain / Trimeric LpxA-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Carboxysome assembly protein CcmM / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
類似検索 - 構成要素
生物種Synechococcus elongatus PCC 7942 (バクテリア) / Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.78 Å
データ登録者Wang H / Yan X
引用ジャーナル: Nature / 年: 2019
タイトル: Rubisco condensate formation by CcmM in β-carboxysome biogenesis.
著者: H Wang / X Yan / H Aigner / A Bracher / N D Nguyen / W Y Hee / B M Long / G D Price / F U Hartl / M Hayer-Hartl /
要旨: Cells use compartmentalization of enzymes as a strategy to regulate metabolic pathways and increase their efficiency. The α- and β-carboxysomes of cyanobacteria contain ribulose-1,5-bisphosphate ...Cells use compartmentalization of enzymes as a strategy to regulate metabolic pathways and increase their efficiency. The α- and β-carboxysomes of cyanobacteria contain ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco)-a complex of eight large (RbcL) and eight small (RbcS) subunits-and carbonic anhydrase. As HCO can diffuse through the proteinaceous carboxysome shell but CO cannot, carbonic anhydrase generates high concentrations of CO for carbon fixation by Rubisco. The shell also prevents access to reducing agents, generating an oxidizing environment. The formation of β-carboxysomes involves the aggregation of Rubisco by the protein CcmM, which exists in two forms: full-length CcmM (M58 in Synechococcus elongatus PCC7942), which contains a carbonic anhydrase-like domain followed by three Rubisco small subunit-like (SSUL) modules connected by flexible linkers; and M35, which lacks the carbonic anhydrase-like domain. It has long been speculated that the SSUL modules interact with Rubisco by replacing RbcS. Here we have reconstituted the Rubisco-CcmM complex and solved its structure. Contrary to expectation, the SSUL modules do not replace RbcS, but bind close to the equatorial region of Rubisco between RbcL dimers, linking Rubisco molecules and inducing phase separation into a liquid-like matrix. Disulfide bond formation in SSUL increases the network flexibility and is required for carboxysome function in vivo. Notably, the formation of the liquid-like condensate of Rubisco is mediated by dynamic interactions with the SSUL domains, rather than by low-complexity sequences, which typically mediate liquid-liquid phase separation in eukaryotes. Indeed, within the pyrenoids of eukaryotic algae, the functional homologues of carboxysomes, Rubisco adopts a liquid-like state by interacting with the intrinsically disordered protein EPYC1. Understanding carboxysome biogenesis will be important for efforts to engineer CO-concentrating mechanisms in plants.
履歴
登録2018年8月10日-
ヘッダ(付随情報) 公開2018年9月12日-
マップ公開2018年12月12日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.0725
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面レベル: 0.0725
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6hbc
  • 表面レベル: 0.0725
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_0180.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_0180.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Map after post-processing
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.822 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0725 / ムービー #1: 0.0725
最小 - 最大-0.28270108 - 0.49959758
平均 (標準偏差)0.00016535513 (±0.013774122)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 210.432 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8220.8220.822
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z210.432210.432210.432
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.2830.5000.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL doma...

全体名称: Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL domain from CcmM and each two RbcL and two RbcS chains from Rubisco
要素
  • 複合体: Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL domain from CcmM and each two RbcL and two RbcS chains from Rubisco
    • タンパク質・ペプチド: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
    • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
    • タンパク質・ペプチド: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit

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超分子 #1: Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL doma...

超分子名称: Repeat unit in the CcmM-Rubisco network consisting of a SSUL domain from CcmM and each two RbcL and two RbcS chains from Rubisco
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: CcmM contains a succession of three highly similar SSUL domains (residues 225-313, 340-428 and 455-539, respectively), which bind to cleft on the surface of Rubisco. Rubisco is a hexadecamer ...詳細: CcmM contains a succession of three highly similar SSUL domains (residues 225-313, 340-428 and 455-539, respectively), which bind to cleft on the surface of Rubisco. Rubisco is a hexadecamer of eight RbcL and eight RbcS subunits. The complex has D4 symmetry. The SSUL-RbcL2-RbcS2 repeat units can have one of two orientations (up or down). Thus Rubisco complexes saturated with SSUL domains can have four different configurations (uuuu, uuud, uudd, udud). In reality, some SSUL binding sites are probably left unoccupied. The network is formed by flexible linkers connecting the SSUL domains in CcmM, which then interlink Rubisco hexadecamers.
由来(天然)生物種: Synechococcus elongatus PCC 7942 (バクテリア)
Organelle: Carboxysome

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分子 #1: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM

分子名称: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
分子量理論値: 10.550686 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
SEFLSSEVIT QVRSLLNQGY RIGTEHADKR RFRTSSWQPC APIQSTNERQ VLSELENCLS EHEGEYVRLL GIDTNTRSRV FEALIQRPD GSV

UniProtKB: Carboxysome assembly protein CcmM

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分子 #2: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain

分子名称: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
EC番号: リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
由来(天然)生物種: Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
分子量理論値: 52.516605 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MPKTQSAAGY KAGVKDYKLT YYTPDYTPKD TDLLAAFRFS PQPGVPADEA GAAIAAESST GTWTTVWTDL LTDMDRYKGK CYHIEPVQG EENSYFAFIA YPLDLFEEGS VTNILTSIVG NVFGFKAIRS LRLEDIRFPV ALVKTFQGPP HGIQVERDLL N KYGRPMLG ...文字列:
MPKTQSAAGY KAGVKDYKLT YYTPDYTPKD TDLLAAFRFS PQPGVPADEA GAAIAAESST GTWTTVWTDL LTDMDRYKGK CYHIEPVQG EENSYFAFIA YPLDLFEEGS VTNILTSIVG NVFGFKAIRS LRLEDIRFPV ALVKTFQGPP HGIQVERDLL N KYGRPMLG CTIKPKLGLS AKNYGRAVYE CLRGGLDFTK DDENINSQPF QRWRDRFLFV ADAIHKSQAE TGEIKGHYLN VT APTCEEM MKRAEFAKEL GMPIIMHDFL TAGFTANTTL AKWCRDNGVL LHIHRAMHAV IDRQRNHGIH FRVLAKCLRL SGG DHLHSG TVVGKLEGDK ASTLGFVDLM REDHIEADRS RGVFFTQDWA SMPGVLPVAS GGIHVWHMPA LVEIFGDDSV LQFG GGTLG HPWGNAPGAT ANRVALEACV QARNEGRDLY REGGDILREA GKWSPELAAA LDLWKEIKFE FETMDKL

UniProtKB: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain

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分子 #3: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit

分子名称: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
EC番号: リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
由来(天然)生物種: Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
分子量理論値: 13.349196 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
MSMKTLPKER RFETFSYLPP LSDRQIAAQI EYMIEQGFHP LIEFNEHSNP EEFYWTMWKL PLFDCKSPQQ VLDEVRECRS EYGDCYIRV AGFDNIKQCQ TVSFIVHRPG RY

UniProtKB: Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit

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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

濃度5 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
50.0 mMKClPotassium chloride
50.0 mM(HOCH2)3CNH2Trisトリスヒドロキシメチルアミノメタン
10.0 mMMg(CH3COO)2Magnesium acetate
5.0 mMC4H10O2S2DTT

詳細: Solutions were made fresh
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 101.325 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: blot for 3 seconds before plunging.
詳細This sample contained 10 nm gold beads and was not monodisperse

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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
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
平均露光時間: 0.15 sec. / 平均電子線量: 1.05 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

初期モデルモデルのタイプ: OTHER
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.78 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 78916
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細The cryoEM density for the repeat unit was masked by Refmac to the coordinates and converted into structure factors by Refmac. The model was adjusted with coot. This model was submitted to restrained refinement with Refmac against the structure factors.
精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
当てはまり具合の基準: Average Fourier shell correlation
得られたモデル

PDB-6hbc:
Structure of the repeat unit in the network formed by CcmM and Rubisco from Synechococcus elongatus

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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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