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- EMDB-35787: Cryo-EM structure of unprotonated LHCII nanodisc at low pH value -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-35787
タイトルCryo-EM structure of unprotonated LHCII nanodisc at low pH value
マップデータ
試料
  • 複合体: LHCII nanodsic at low pH value
    • タンパク質・ペプチド: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
  • リガンド: CHLOROPHYLL B
  • リガンド: CHLOROPHYLL Aクロロフィルa
  • リガンド: (3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
  • リガンド: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5-TRIMETHYLCYCLOHEXANE-1,3-DIOL
  • リガンド: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE
  • リガンド: (3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
キーワードLHCII / Light-harvesting complex / Photosynthesis (光合成) / PLANT PROTEIN (植物)
機能・相同性
機能・相同性情報


photosynthesis, light harvesting / 光化学系I / 光化学系II / chlorophyll binding / chloroplast thylakoid membrane / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Chlorophyll A-B binding protein, plant and chromista / Chlorophyll A-B binding protein / Chlorophyll A-B binding protein
類似検索 - ドメイン・相同性
Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
類似検索 - 構成要素
生物種Spinacia (ホウレンソウ) / Spinacia oleracea (ホウレンソウ)
手法単粒子再構成法 / 解像度: 2.8 Å
データ登録者Ruan MX / Ding W
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
Chinese Academy of SciencesQYZDJ-SSW-SYS017 中国
Chinese Academy of Sciences21433014 中国
引用ジャーナル: Nat Plants / 年: 2023
タイトル: Cryo-EM structures of LHCII in photo-active and photo-protecting states reveal allosteric regulation of light harvesting and excess energy dissipation.
著者: Meixia Ruan / Hao Li / Ying Zhang / Ruoqi Zhao / Jun Zhang / Yingjie Wang / Jiali Gao / Zhuan Wang / Yumei Wang / Dapeng Sun / Wei Ding / Yuxiang Weng /
要旨: The major light-harvesting complex of photosystem II (LHCII) has a dual regulatory function in a process called non-photochemical quenching to avoid the formation of reactive oxygen. LHCII undergoes ...The major light-harvesting complex of photosystem II (LHCII) has a dual regulatory function in a process called non-photochemical quenching to avoid the formation of reactive oxygen. LHCII undergoes reversible conformation transitions to switch between a light-harvesting state for excited-state energy transfer and an energy-quenching state for dissipating excess energy under full sunshine. Here we report cryo-electron microscopy structures of LHCII in membrane nanodiscs, which mimic in vivo LHCII, and in detergent solution at pH 7.8 and 5.4, respectively. We found that, under low pH conditions, the salt bridges at the lumenal side of LHCII are broken, accompanied by the formation of two local α-helices on the lumen side. The formation of α-helices in turn triggers allosterically global protein conformational change, resulting in a smaller crossing angle between transmembrane helices. The fluorescence decay rates corresponding to different conformational states follow the Dexter energy transfer mechanism with a characteristic transition distance of 5.6 Å between Lut1 and Chl612. The experimental observations are consistent with the computed electronic coupling strengths using multistate density function theory.
履歴
登録2023年3月31日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年9月6日-
マップ公開2023年9月6日-
更新2023年10月4日-
現状2023年10月4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_35787.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_35787.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.1 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.1
最小 - 最大-0.15553921 - 0.45292556
平均 (標準偏差)0.0031229504 (±0.019872863)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 220.0 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_35787_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_35787_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_35787_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 : LHCII nanodsic at low pH value

全体名称: LHCII nanodsic at low pH value
要素
  • 複合体: LHCII nanodsic at low pH value
    • タンパク質・ペプチド: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
  • リガンド: CHLOROPHYLL B
  • リガンド: CHLOROPHYLL Aクロロフィルa
  • リガンド: (3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
  • リガンド: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5-TRIMETHYLCYCLOHEXANE-1,3-DIOL
  • リガンド: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE
  • リガンド: (3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL

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超分子 #1: LHCII nanodsic at low pH value

超分子名称: LHCII nanodsic at low pH value / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Spinacia (ホウレンソウ)
分子量理論値: 120 KDa

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分子 #1: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic

分子名称: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Spinacia oleracea (ホウレンソウ)
分子量理論値: 23.497549 KDa
組換発現生物種: Spinacia oleracea (ホウレンソウ)
配列文字列: SPWYGPDRVK YLGPFSGESP SYLTGEFPGD YGWDTAGLSA DPETFAKNRE LEVIHCRWAM LGALGCVFPE LLARNGVKFG EAVWFKAGS QIFSEGGLDY LGNPSLVHAQ SILAIWACQV ILMGAVEGYR IAGGPLGEVV DPLYPGGSFD PLGLADDPEA F AELKVKEI ...文字列:
SPWYGPDRVK YLGPFSGESP SYLTGEFPGD YGWDTAGLSA DPETFAKNRE LEVIHCRWAM LGALGCVFPE LLARNGVKFG EAVWFKAGS QIFSEGGLDY LGNPSLVHAQ SILAIWACQV ILMGAVEGYR IAGGPLGEVV DPLYPGGSFD PLGLADDPEA F AELKVKEI KNGRLAMFSM FGFFVQAIVT GKGPLENLAD HLADPVNNNA WNFATNFVPG

UniProtKB: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic

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分子 #2: CHLOROPHYLL B

分子名称: CHLOROPHYLL B / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 18 / 式: CHL
分子量理論値: 907.472 Da
Chemical component information

ChemComp-CHL:
CHLOROPHYLL B / Chlorophyll b

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分子 #3: CHLOROPHYLL A

分子名称: CHLOROPHYLL A / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 24 / 式: CLA
分子量理論値: 893.489 Da
Chemical component information

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A / クロロフィルa

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分子 #4: (3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL

分子名称: (3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 6 / 式: LUT
分子量理論値: 568.871 Da
Chemical component information

ChemComp-LUT:
(3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL / ルテイン

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分子 #5: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY...

分子名称: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5- ...名称: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5-TRIMETHYLCYCLOHEXANE-1,3-DIOL
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 3 / 式: NEX
分子量理論値: 600.87 Da
Chemical component information

ChemComp-NEX:
(1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5-TRIMETHYLCYCLOHEXANE-1,3-DIOL

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分子 #6: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE

分子名称: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 3 / 式: LHG
分子量理論値: 722.97 Da
Chemical component information

ChemComp-LHG:
1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / ジパルミトイルホスファチジルグリセロ-ル / リン脂質*YM / Phosphatidylglycerol

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分子 #7: (3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BE...

分子名称: (3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 3 / 式: XAT
分子量理論値: 600.87 Da
Chemical component information

ChemComp-XAT:
(3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL / 13-cis-ビオラキサンチン / ビオラキサンチン

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実験情報

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構造解析

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1.4 mg/mL
緩衝液pH: 5.4
構成要素:
濃度式名称
40.0 mMTris-HCLトリスヒドロキシメチルアミノメタンTris-HCLトリスヒドロキシメチルアミノメタン
125.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 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: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 7.000000000000001e-05 kPa
詳細This sample was 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
電子光学系最大 デフォーカス（補正後）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 1.8 µm / 倍率（補正後）: 22500 / 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 倍率（公称値）: 22500
試料ステージ試料ホルダーモデル: GATAN 626 SINGLE TILT LIQUID NITROGEN CRYO TRANSFER HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
温度最低: 70.0 K / 最高: 80.0 K
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 11375 / 平均電子線量: 60.0 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

初期モデルモデルのタイプ: NONE
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2)
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: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2) / 使用した粒子像数: 353360

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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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