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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-8301 | |||||||||
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タイトル | Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery: the Complex Formed by the Iron Donor, the Sulfur Donor, and the Scaffold | |||||||||
マップデータ | Human mitochondrial iron-sulfur cluster assembly machinery: grouping of segments corresponding to one half of the full map (EMD-8293) | |||||||||
試料 |
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機能・相同性 | 機能・相同性情報 regulation of ferrochelatase activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / Molybdenum cofactor biosynthesis / 深部感覚 / [4Fe-4S] cluster assembly / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex ...regulation of ferrochelatase activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / Molybdenum cofactor biosynthesis / 深部感覚 / [4Fe-4S] cluster assembly / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex / Mitochondrial iron-sulfur cluster biogenesis / mitochondrial [2Fe-2S] assembly complex / positive regulation of aconitate hydratase activity / positive regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / iron chaperone activity / cysteine desulfurase / cysteine desulfurase activity / negative regulation of organ growth / Mo-molybdopterin cofactor biosynthetic process / iron-sulfur cluster assembly complex / Mitochondrial protein import / [2Fe-2S] cluster assembly / adult walking behavior / 酸化的リン酸化 / response to iron ion / embryo development ending in birth or egg hatching / iron-sulfur cluster assembly / heme biosynthetic process / negative regulation of multicellular organism growth / organ growth / muscle cell cellular homeostasis / positive regulation of catalytic activity / ferroxidase / iron-sulfur cluster binding / negative regulation of release of cytochrome c from mitochondria / ferroxidase activity / protein autoprocessing / mitochondrion organization / ferric iron binding / ferrous iron binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / cellular response to hydrogen peroxide / pyridoxal phosphate binding / Maturation of replicase proteins / iron ion transport / positive regulation of cell growth / intracellular iron ion homeostasis / molecular adaptor activity / ミトコンドリアマトリックス / iron ion binding / 中心体 / positive regulation of cell population proliferation / negative regulation of apoptotic process / protein homodimerization activity / ミトコンドリア / zinc ion binding / 核質 / metal ion binding / 細胞核 / 細胞質基質 / 細胞質 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Homo sapiens (ヒト) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 14.3 Å | |||||||||
データ登録者 | Gakh O / Ranatunga W / Smith DY / Ahlgren EC / Al-Karadaghi S / Thompson JR / Isaya G | |||||||||
資金援助 | 米国, 1件
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引用 | ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2016 タイトル: Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery. 著者: Oleksandr Gakh / Wasantha Ranatunga / Douglas Y Smith / Eva-Christina Ahlgren / Salam Al-Karadaghi / James R Thompson / Grazia Isaya / 要旨: Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human ...Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human machinery remains undefined, we co-expressed in Escherichia coli the following four proteins involved in the initial step of Fe-S cluster synthesis: FXN (iron donor); [NFS1]·[ISD11] (sulfur donor); and ISCU (scaffold upon which new clusters are assembled). We purified a stable, active complex consisting of all four proteins with 1:1:1:1 stoichiometry. Using negative staining transmission EM and single particle analysis, we obtained a three-dimensional model of the complex with ∼14 Å resolution. Molecular dynamics flexible fitting of protein structures docked into the EM map of the model revealed a [FXN]·[NFS1]·[ISD11]·[ISCU] complex, consistent with the measured 1:1:1:1 stoichiometry of its four components. The complex structure fulfills distance constraints obtained from chemical cross-linking of the complex at multiple recurring interfaces, involving hydrogen bonds, salt bridges, or hydrophobic interactions between conserved residues. The complex consists of a central roughly cubic [FXN]·[ISCU] sub-complex with one symmetric ISCU trimer bound on top of one symmetric FXN trimer at each of its eight vertices. Binding of 12 [NFS1]·[ISD11] sub-complexes to the surface results in a globular macromolecule with a diameter of ∼15 nm and creates 24 Fe-S cluster assembly centers. The organization of each center recapitulates a previously proposed conserved mechanism for sulfur donation from NFS1 to ISCU and reveals, for the first time, a path for iron donation from FXN to ISCU. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_8301.map.gz | 1.9 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-8301-v30.xml emd-8301.xml | 15.8 KB 15.8 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_8301_fsc.xml | 10.7 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_8301.png | 85.3 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-8301 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-8301 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_8301.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 11.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | Human mitochondrial iron-sulfur cluster assembly machinery: grouping of segments corresponding to one half of the full map (EMD-8293) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.1 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : NFS1-ISD11-ISCU-FXN
全体 | 名称: NFS1-ISD11-ISCU-FXN |
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要素 |
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-超分子 #1: NFS1-ISD11-ISCU-FXN
超分子 | 名称: NFS1-ISD11-ISCU-FXN / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換プラスミド: pCDF, pET |
-分子 #1: Cysteine desulfurase, mitochondrial
分子 | 名称: Cysteine desulfurase, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO / EC番号: cysteine desulfurase |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 43.429648 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) |
配列 | 文字列: TPLDPRVLDA MLPYLINYYG NPHSRTHAYG WESEAAMERA RQQVASLIGA DPREIIFTSG ATESNNIAIK GVARFYRSRK KHLITTQTE HKCVLDSCRS LEAEGFQVTY LPVQKSGIID LKELEAAIQP DTSLVSVMTV NNEIGVKQPI AEIGRICSSR K VYFHTDAA ...文字列: TPLDPRVLDA MLPYLINYYG NPHSRTHAYG WESEAAMERA RQQVASLIGA DPREIIFTSG ATESNNIAIK GVARFYRSRK KHLITTQTE HKCVLDSCRS LEAEGFQVTY LPVQKSGIID LKELEAAIQP DTSLVSVMTV NNEIGVKQPI AEIGRICSSR K VYFHTDAA QAVGKIPLDV NDMKIDLMSI SGHKIYGPKG VGAIYIRRRP RVRVEALQSG GGQERGMRSG TVPTPLVVGL GA ACEVAQQ EMEYDHKRIS KLSERLIQNI MKSLPDVVMN GDPKHHYPGC INLSFAYVEG ESLLMALKDV ALSSGSACTS ASL EPSYVL RAIGTDEDLA HSSIRFGIGR FTTEEEVDYT VEKCIQHVKR LREMSPLWEM VQDGIDLKSI KWTQH |
-分子 #2: Frataxin, mitochondrial
分子 | 名称: Frataxin, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ferroxidase |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 18.849025 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) |
配列 | 文字列: LRTDIDATCT PRRASSNQRG LNQIWNVKKQ SVYLMNLRKS GTLGHPGSLD ETTYERLAEE TLDSLAEFFE DLADKPYTFE DYDVSFGSG VLTVKLGGDL GTYVINKQTP NKQIWLSSPS SGPKRYDWTG KNWVYSHDGV SLHELLAAEL TKALKTKLDL S SLAYSGKD A |
-分子 #3: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
分子 | 名称: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Homo sapiens (ヒト) |
分子量 | 理論値: 12.52558 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) |
配列 | 文字列: GSLDKTSKNV GTGLVGAPAC GDVMKLQIQV DEKGKIVDAR FKTFGCGSAI ASSSLATEWV KGKTVEEALT IKNTDIAKEL CLPPVKLHC SMLAEDAIKA ALADYKLKQE PKKGEAEKK |
-実験情報
-構造解析
手法 | ネガティブ染色法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 0.3 mg/mL | |||||||||
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緩衝液 | pH: 8 構成要素:
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染色 | タイプ: NEGATIVE / 材質: 1% uranyl acetate / 詳細: 5 and 30 seconds | |||||||||
グリッド | モデル: Carbon-coated copper grids, EMS / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 詳細: DV-502A vacuum evaporator (Denton Vacuum Inc.) | |||||||||
詳細 | 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM NaCl |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TECNAI F30 |
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電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN |
電子光学系 | 最大 デフォーカス(補正後): 3.0 µm / 最小 デフォーカス(補正後): 0.21 µm / 倍率(補正後): 115000 / 照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.0 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 3.0 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 0.21 µm / 倍率(公称値): 115000 |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: SIDE ENTRY, EUCENTRIC / ホルダー冷却材: NITROGEN |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k) デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 466 / 平均電子線量: 30.0 e/Å2 |
実験機器 | モデル: Tecnai F30 / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
-原子モデル構築 1
精密化 | 空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT |
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得られたモデル | PDB-5kz5: |