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- PDB-6hbc: 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: PDB / ID: 6hbc
タイトルStructure of the repeat unit in the network formed by CcmM and Rubisco from Synechococcus elongatus
要素
  • Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
  • Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
  • Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
キーワードPROTEIN BINDING (タンパク質) / 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)
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 1,5 Bisphosphate Carboxylase/Oxygenase / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal domain / RuBisCO large subunit, N-terminal domain / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit, domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain ...Carboxysome assembly protein CcmM / : / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose 1,5 Bisphosphate Carboxylase/Oxygenase / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal domain / RuBisCO large subunit, N-terminal domain / 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 / Alpha-Beta Plaits / TIMバレル / Alpha-Beta Barrel / 2-Layer Sandwich / Alpha Beta
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 (バクテリア)
手法電子顕微鏡法 / 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. / Aigner, H. / Bracher, A. / Nguyen, N.D. / Hee, W.Y. / Long, B.M. / Price, G.D. / Hartl, F.U. / Hayer-Hartl, M.
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日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02018年12月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12019年1月23日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_DOI
改定 1.22019年2月6日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.32019年2月20日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: citation / database_PDB_rev ...citation / database_PDB_rev / database_PDB_rev_record / em_admin / pdbx_database_proc
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _em_admin.last_update
改定 1.42024年5月15日Group: Data collection / Database references / Derived calculations
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / pdbx_struct_oper_list
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _pdbx_struct_oper_list.name / _pdbx_struct_oper_list.symmetry_operation

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構造の表示

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構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
B: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
C: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
D: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
E: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)142,2825
ポリマ－142,2825
非ポリマー00
水0
1
A: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
B: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
C: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
D: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
E: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit

A: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
B: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
C: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
D: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
E: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit

A: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
B: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
C: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
D: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
E: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit

A: Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM
B: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
C: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
D: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit
E: Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)569,12920
ポリマ－569,12920
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
point symmetry operation3

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要素

#1: タンパク質 Carbon dioxide concentrating mechanism protein CcmM


分子量: 10550.686 Da / 分子数: 1 / 断片: SSUL domain 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
遺伝子: ccmM, Synpcc7942_1423 / プラスミド: pHue / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q03513
#2: タンパク質 Ribulose bisphosphate carboxylase large chain / RuBisCO large subunit


分子量: 52516.605 Da / 分子数: 2 / 断片: Rubisco large subunit / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
遺伝子: cbbL, rbcL, Synpcc7942_1426 / プラスミド: pET11a / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: Q31NB3, 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
#3: タンパク質 Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase small subunit


分子量: 13349.196 Da / 分子数: 2 / 断片: Rubisco small subunit / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Synechococcus elongatus (strain PCC 7942) (バクテリア)
遺伝子: Synpcc7942_1427 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: Q31NB2, 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

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: 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
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.
Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Synechococcus elongatus PCC 7942 (バクテリア)
Organelle: Carboxysome
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 8 / 詳細: Solutions were made fresh
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMPotassium chlorideKCl1
250 mMTrisトリスヒドロキシメチルアミノメタン(HOCH2)3CNH21
310 mMMagnesium acetateMg(CH3COO)21
45 mMDTTC4H10O2S21
試料濃度: 5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: This sample contained 10 nm gold beads and was not monodisperse
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/1
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 90 % / 凍結前の試料温度: 298 K / 詳細: blot for 3 seconds before plunging

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影平均露光時間: 0.15 sec. / 電子線照射量: 1.05 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
9REFMAC5.8.0155モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.78 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 78916 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: RECIPROCAL / Target criteria: Average Fourier shell correlation
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 ...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.

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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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  • 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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