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- EMDB-32383: Trichodesmium erythraeum cyanophycin synthetase 1 (TeCphA1) with ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-32383
タイトルTrichodesmium erythraeum cyanophycin synthetase 1 (TeCphA1) with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg), and aspartate
マップデータMap without b-factor sharpening
試料
  • 複合体: TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate
    • タンパク質・ペプチド: Cyanophycin synthase
  • タンパク質・ペプチド: 4x(beta-Asp-Arg)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: ASPARTIC ACIDアスパラギン酸
  • リガンド: ARGININEアルギニン
機能・相同性
機能・相同性情報


cyanophycin synthase (L-aspartate-adding) / cyanophycin synthase (L-arginine-adding) / cyanophycin synthetase activity (L-aspartate-adding) / cyanophycin synthetase activity (L-arginine-adding) / tetrahydrofolylpolyglutamate synthase activity / macromolecule biosynthetic process / ATP binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Cyanophycin synthase-like, N-terminal / Cyanophycin synthase-like N-terminal domain / Folylpolyglutamate synthase signature 1. / Cyanophycin synthetase / Folylpolyglutamate synthetase, conserved site / ATP-grasp fold, RimK-type / RimK-like ATP-grasp domain / Mur ligase, C-terminal / Mur ligase family, glutamate ligase domain / Mur ligase, C-terminal domain superfamily ...Cyanophycin synthase-like, N-terminal / Cyanophycin synthase-like N-terminal domain / Folylpolyglutamate synthase signature 1. / Cyanophycin synthetase / Folylpolyglutamate synthetase, conserved site / ATP-grasp fold, RimK-type / RimK-like ATP-grasp domain / Mur ligase, C-terminal / Mur ligase family, glutamate ligase domain / Mur ligase, C-terminal domain superfamily / Mur ligase, central / Mur-like, catalytic domain superfamily / Mur ligase middle domain / ATP-grasp fold / ATP-grasp fold profile.
類似検索 - ドメイン・相同性
Cyanophycin synthetase
類似検索 - 構成要素
生物種Trichodesmium erythraeum IMS101 (バクテリア) / Synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.64 Å
データ登録者Miyakawa T / Yang J / Kawasaki M / Adachi N / Fujii A / Miyauchi Y / Muramatsu T / Moriya T / Senda T / Tanokura M
資金援助 日本, 2件
OrganizationGrant number国
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP21am0101077 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP21am0101071 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structural bases for aspartate recognition and polymerization efficiency of cyanobacterial cyanophycin synthetase.
著者: Takuya Miyakawa / Jian Yang / Masato Kawasaki / Naruhiko Adachi / Ayumu Fujii / Yumiko Miyauchi / Tomonari Muramatsu / Toshio Moriya / Toshiya Senda / Masaru Tanokura /
要旨: Cyanophycin is a natural biopolymer consisting of equimolar amounts of aspartate and arginine as the backbone and branched sidechain, respectively. It is produced by a single enzyme, cyanophycin ...Cyanophycin is a natural biopolymer consisting of equimolar amounts of aspartate and arginine as the backbone and branched sidechain, respectively. It is produced by a single enzyme, cyanophycin synthetase (CphA1), and accumulates as a nitrogen reservoir during N fixation by most cyanobacteria. A recent structural study showed that three constituent domains of CphA1 function as two distinct catalytic sites and an oligomerization interface in cyanophycin synthesis. However, it remains unclear how the ATP-dependent addition of aspartate to cyanophycin is initiated at the catalytic site of the glutathione synthetase-like domain. Here, we report the cryogenic electron microscopy structures of CphA1, including a complex with aspartate, cyanophycin primer peptide, and ATP analog. These structures reveal the aspartate binding mode and phosphate-binding loop movement to the active site required for the reaction. Furthermore, structural and mutational data show a potential role of protein dynamics in the catalytic efficiency of the arginine condensation reaction.
履歴
登録2021年12月14日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年9月7日-
マップ公開2022年9月7日-
更新2022年9月14日-
現状2022年9月14日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_32383.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_32383.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 274.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Map without b-factor sharpening
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.83 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.006
最小 - 最大-0.024024602 - 0.061544675
平均 (標準偏差)9.502058e-06 (±0.0014436833)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ416416416
Spacing416416416
セルA=B=C: 345.28 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_32383_msk_1.map
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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追加マップ: Map with b-factor sharpening

ファイルemd_32383_additional_1.map
注釈Map with b-factor sharpening
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: #2

ファイルemd_32383_half_map_1.map
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: #1

ファイルemd_32383_half_map_2.map
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 : TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate

全体名称: TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate
要素
  • 複合体: TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate
    • タンパク質・ペプチド: Cyanophycin synthase
  • タンパク質・ペプチド: 4x(beta-Asp-Arg)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: ASPARTIC ACIDアスパラギン酸
  • リガンド: ARGININEアルギニン

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超分子 #1: TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate

超分子名称: TeCphA1 with ATPgammaS, 4x(beta-Asp-Arg) and aspartate
タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 / 詳細: Homotetramer
由来(天然)生物種: Trichodesmium erythraeum IMS101 (バクテリア)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換細胞: BL21(DE3) / 組換プラスミド: pET-22b(+)
分子量理論値: 400 KDa

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分子 #1: Cyanophycin synthase

分子名称: Cyanophycin synthase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO / EC番号: cyanophycin synthase (L-aspartate-adding)
由来(天然)生物種: Trichodesmium erythraeum IMS101 (バクテリア)
株: IMS101
分子量理論値: 99.079914 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MKILKLQTLR GPNYWSIHRH KLVVMRLDLE DLYEKYTSDI PGFYKGLTEV LPSLVEHLCS PGVKGGFLTR VEKGTLIGHV IEHVAIELQ ELAGMPVGFG RTRETSTTGV FQVVIEYENE QAGRYAARAA VRLCQSIVDT GTYPATELQQ DLEDLKELKN Q ASLGPSTE ...文字列:
MKILKLQTLR GPNYWSIHRH KLVVMRLDLE DLYEKYTSDI PGFYKGLTEV LPSLVEHLCS PGVKGGFLTR VEKGTLIGHV IEHVAIELQ ELAGMPVGFG RTRETSTTGV FQVVIEYENE QAGRYAARAA VRLCQSIVDT GTYPATELQQ DLEDLKELKN Q ASLGPSTE AIVKEAEARG IPWTQLGARF MIQFGYGVNQ KKIQATLSNQ TGILGVELAC DKEGTKRILK DAGVPVPRGT VA RYFDELQ DAIEYVGGYP IVIKPLDGNH GRGITIDVKN WQEAEEAYDL ARKASKTKTV IVERYYTGKD HRVLVVNGKV VAV AERVPA HVVGNGKSTI AELIEETNRD PQRGDGHDNI LTRITVDKSA LDILGKQGYS IDSIPLKGKK CFLRATANLS TGGI AVDRT DEIHPENVWL LSRVAKIIGL DIAGIDVVTE DISQPLREVE GVIVEVNAAP GFRMHVAPSR GLARNVAGAV MDMLF PGSK NGRIPILSVT GTNGKTTTTR LLAHIIKQTG KVVGYTTTDG TYIGEYLAET GDNTGPQSAH LILSDPTVEV AVLETA RGG ILRSGLGFSS CEVGIVLNVT ADHLGIGDID TIEQLAKLKS VVAESVMPKG YAVLNAEDPL VAAMADRVKG QVAYFSM DP NNELLLRHTE AGGLAAIYEN GYISILKGDW TLRIEKAVNV PITMAGKAPF MIANALAACL AVFTQGVKIE HIRKGLST F VASVDQTPGR MNMFNMGSYH ALVDYAHNPA SYEALGGFVR NWPGKRIGVV GGPGDRRDED FVSLGELAAD IFDEIIIKE DDDTRGRPRG NAAELICQGV KQFLNGIKNS ESKATYESIL DETAAINTAL DRAPIDGLVV ILPESVNRAI SLIEGRHVIQ DIELLQDSQ REPKDQEVLK SSILEHHHHH H

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分子 #2: 4x(beta-Asp-Arg)

分子名称: 4x(beta-Asp-Arg) / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2
詳細: Backbone peptide bonds are formed between Asp residues. An Arg residue forms a peptide bond with the beta-carboxy group of Asp.
コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 478.366 Da
配列文字列:
DDDD

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 11 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 8 / 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 #5: ASPARTIC ACID

分子名称: ASPARTIC ACID / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: ASP
分子量理論値: 133.103 Da
Chemical component information

ChemComp-ASP:
ASPARTIC ACID / アスパラギン酸 / アスパラギン酸

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分子 #6: ARGININE

分子名称: ARGININE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 8 / 式: ARG
分子量理論値: 175.209 Da
Chemical component information

ChemComp-ARG:
ARGININE / L-アルギニン-ω′-カチオン / アルギニン

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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0.40 mg/mL
緩衝液pH: 8.2
構成要素:
濃度名称
50.0 mMtris(hydroxymethyl)aminomethane
67.0 mMsodium chloride塩化ナトリウム
20.0 mMpotassium chloride
20.0 mMmagnesium chloride
1.0 mMdithiothreitolジチオトレイトール

詳細: The buffer contains 10 mM ATPgammaS, 100 mM aspartate and 20 mM 4-mer cyanophycin peptide as ligands.
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 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: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR / 詳細: The grid was washed by acetone prior to use.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 291 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Blotting time was 10 seconds (blot force 10)..
詳細This sample was mono-disperse.

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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C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.84 µm / 倍率（公称値）: 105000
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3843 / 平均露光時間: 4.63 sec. / 平均電子線量: 49.0 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

粒子像選択選択した数: 1371057
CTF補正ソフトウェア:
名称詳細
CTFFIND (ver. 4.1)Initial estimation
RELION (ver. 3.1)CTF refinement
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: An ab initio model was generated using RELION3's own implementation of Stochastic Gradient Descent (SGD) algorithm and low-pass filtered to 50 A for use as an initial model for 3D classification.
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 3次元分類クラス数: 4 / 平均メンバー数/クラス: 71875 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.64 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 198918
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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