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- EMDB-1950: 3D-Structure of tarantula myosin filament obtained by cryo-electr... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-1950
タイトル3D-Structure of tarantula myosin filament obtained by cryo-electron microscopy
マップデータThis is a density map of tarantula thick filaments, the initial view is from the Z line perspective, if the map is rotated by 90 degress in x direction, the J motif of the interacting heads features and the backbone subfilaments can be seen clearly
試料
  • 試料: Myosin filaments from Tarantula striated muscle
  • タンパク質・ペプチド: Myosin IIミオシン
キーワードcryo-EM (低温電子顕微鏡法) / thick filament (ミオフィラメント) / flexible docking / single particle reconstruction (単粒子解析法) / Iterative Helical Real Space Reconstruction (IHRSR) / Myosin regulation / myosin regulatory light chain / phosphorylation (リン酸化)
機能・相同性
機能・相同性情報


myosin II filament / regulation of slow-twitch skeletal muscle fiber contraction / regulation of the force of skeletal muscle contraction / myofibril assembly / elastic fiber assembly / myosin light chain binding / skeletal muscle myosin thick filament assembly / muscle myosin complex / myosin II binding / muscle filament sliding ...myosin II filament / regulation of slow-twitch skeletal muscle fiber contraction / regulation of the force of skeletal muscle contraction / myofibril assembly / elastic fiber assembly / myosin light chain binding / skeletal muscle myosin thick filament assembly / muscle myosin complex / myosin II binding / muscle filament sliding / regulation of the force of heart contraction / ミオフィラメント / transition between fast and slow fiber / myosin filament / actomyosin structure organization / myosin II complex / adult heart development / cardiac muscle hypertrophy in response to stress / cardiac muscle cell development / myosin complex / structural constituent of muscle / sarcomere organization / microfilament motor activity / ventricular cardiac muscle tissue morphogenesis / myofibril / myosin heavy chain binding / cytoskeletal motor activity / skeletal muscle contraction / smooth muscle contraction / striated muscle contraction / ATP metabolic process / stress fiber / cardiac muscle contraction / regulation of heart rate / sarcomere / muscle contraction / ADP binding / Z disc / actin filament binding / actin binding / calmodulin binding / calcium ion binding / magnesium ion binding / ATP binding / 細胞質基質 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Myosin light chain Mlc1/alkali / : / EF-hand domain / DNA repair protein XRCC4-like, C-terminal / Myosin tail / Myosin tail / Myosin N-terminal SH3-like domain / Myosin S1 fragment, N-terminal / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. ...Myosin light chain Mlc1/alkali / : / EF-hand domain / DNA repair protein XRCC4-like, C-terminal / Myosin tail / Myosin tail / Myosin N-terminal SH3-like domain / Myosin S1 fragment, N-terminal / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. / Myosin head, motor domain / Myosin head (motor domain) / Myosin motor domain profile. / Myosin. Large ATPases. / IQ motif profile. / IQ motif, EF-hand binding site / Kinesin motor domain superfamily / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / EF-hand domain pair / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Myosin 2 heavy chain striated muscle / Myosin 2 essential light chain striated muscle / Myosin 2 regulatory light chain striated muscle / Myosin II regulatory light chain / Myosin light polypeptide 6 / Myosin-11 / Myosin-7
類似検索 - 構成要素
生物種Aphonopelma sp. (クモ)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 20.0 Å
データ登録者Alamo L / Wriggers W / Pinto A / Bartoli F / Salazar L / Zhao F / Craig R / Padron R
引用ジャーナル: J Mol Biol / 年: 2008
タイトル: Three-dimensional reconstruction of tarantula myosin filaments suggests how phosphorylation may regulate myosin activity.
著者: Lorenzo Alamo / Willy Wriggers / Antonio Pinto / Fulvia Bártoli / Leiria Salazar / Fa-Qing Zhao / Roger Craig / Raúl Padrón /
要旨: Muscle contraction involves the interaction of the myosin heads of the thick filaments with actin subunits of the thin filaments. Relaxation occurs when this interaction is blocked by molecular ...Muscle contraction involves the interaction of the myosin heads of the thick filaments with actin subunits of the thin filaments. Relaxation occurs when this interaction is blocked by molecular switches on these filaments. In many muscles, myosin-linked regulation involves phosphorylation of the myosin regulatory light chains (RLCs). Electron microscopy of vertebrate smooth muscle myosin molecules (regulated by phosphorylation) has provided insight into the relaxed structure, revealing that myosin is switched off by intramolecular interactions between its two heads, the free head and the blocked head. Three-dimensional reconstruction of frozen-hydrated specimens revealed that this asymmetric head interaction is also present in native thick filaments of tarantula striated muscle. Our goal in this study was to elucidate the structural features of the tarantula filament involved in phosphorylation-based regulation. A new reconstruction revealed intra- and intermolecular myosin interactions in addition to those seen previously. To help interpret the interactions, we sequenced the tarantula RLC and fitted an atomic model of the myosin head that included the predicted RLC atomic structure and an S2 (subfragment 2) crystal structure to the reconstruction. The fitting suggests one intramolecular interaction, between the cardiomyopathy loop of the free head and its own S2, and two intermolecular interactions, between the cardiac loop of the free head and the essential light chain of the blocked head and between the Leu305-Gln327 interaction loop of the free head and the N-terminal fragment of the RLC of the blocked head. These interactions, added to those previously described, would help switch off the thick filament. Molecular dynamics simulations suggest how phosphorylation could increase the helical content of the RLC N-terminus, weakening these interactions, thus releasing both heads and activating the thick filament.
履歴
置き換えID: EMD-1535
登録2011年8月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2011年9月2日-
マップ公開2011年9月2日-
更新2016年4月20日-
現状2016年4月20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: 25
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  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 25
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  • 原子モデル: PDB-3jbh
  • 表面レベル: 25
  • 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-3jbh
  • 表面レベル: 25
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-3jbh
  • Jmolによる作画
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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

em-1950.jpg

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_1950.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 58.2 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈This is a density map of tarantula thick filaments, the initial view is from the Z line perspective, if the map is rotated by 90 degress in x direction, the J motif of the interacting heads features and the backbone subfilaments can be seen clearly
ボクセルのサイズX: 2.48 Å / Y: 2.48 Å / Z: 2.482 Å
密度
表面レベル登録者による: 25.0 / ムービー #1: 25
最小 - 最大-0.0374444 - 247.076999999999998
平均 (標準偏差)10.023199999999999 (±28.566700000000001)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-124-1240
サイズ250250250
Spacing250250250
セルA: 620 Å / B: 620 Å / C: 620.5 Å
α=β=γ: 90 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.482.482.482
M x/y/z250250250
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z620.000620.000620.500
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ454586
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-124-1240
NC/NR/NS250250250
D min/max/mean-0.037247.07710.023

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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 : Myosin filaments from Tarantula striated muscle

全体名称: Myosin filaments from Tarantula striated muscle
要素
  • 試料: Myosin filaments from Tarantula striated muscle
  • タンパク質・ペプチド: Myosin IIミオシン

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超分子 #1000: Myosin filaments from Tarantula striated muscle

超分子名称: Myosin filaments from Tarantula striated muscle / タイプ: sample / ID: 1000
集合状態: Polymer of a multiple myosin assembled over a paramyosin core
Number unique components: 2

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分子 #1: Myosin II

分子名称: Myosin II / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: Myosin Type II / 集合状態: Polymer / 組換発現: No / データベース: NCBI
由来(天然)生物種: Aphonopelma sp. (クモ) / 別称: Tarantula / 組織: Muscle / 細胞: Myofibrils / 細胞中の位置: Sarcomere

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実験情報

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構造解析

手法ネガティブ染色法, クライオ電子顕微鏡法
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

緩衝液pH: 7
詳細: 100mM NaCl,3mM MgCl2,1mM EGTA, 5mM PIPES, 5mM NaH2PO4,1mM NaN3.
染色タイプ: NEGATIVE
詳細: A 6 ul aliquot of native purified tarantula thick filaments suspension (Hidalgo et al. 2001) was applied to a 400 mesh grid coated with a holey carbon film that had been rendered hydrophilic ...詳細: A 6 ul aliquot of native purified tarantula thick filaments suspension (Hidalgo et al. 2001) was applied to a 400 mesh grid coated with a holey carbon film that had been rendered hydrophilic by glow discharge in n-amylamine vapor for 3 minutes before use. After allowing the filaments to adsorb to the grid for 30 seconds, the grid was rinsed with the relaxing rinse, then placed in a humidity chamber (aprox. 80% relative humidity). Blotting was performed from one side of the grid till a thin sample film on it using Whatman No 42 filter paper, then the grid was immediately plunged under gravity into liquid ethane cooled by liquid nitrogen. Grids were stored under liquid nitrogen.
グリッド詳細: Holey carbon grids 400 mesh
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 80 % / チャンバー内温度: 93 K / 装置: HOMEMADE PLUNGER
詳細: Vitrification instrument: Home-made plunger. Blotting was performed from one side of the grid till a thin sample film on it using Whatman No 42 filter paper, then the grid was immediately ...詳細: Vitrification instrument: Home-made plunger. Blotting was performed from one side of the grid till a thin sample film on it using Whatman No 42 filter paper, then the grid was immediately plunged under gravity into liquid ethane cooled by liquid nitrogen. Grids were stored under liquid nitrogen.
手法: Plunging in a liquid ethane

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI/PHILIPS CM120T
電子線加速電圧: 120 kV / 電子線源: LAB6
電子光学系倍率（補正後）: 35000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.0 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.95 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.95 µm / 倍率（公称値）: 35000
試料ステージ試料ホルダー: Eucentric / 試料ホルダーモデル: GATAN LIQUID NITROGEN
温度最低: 88 K / 最高: 90 K
詳細Holey carbon grids Cryo preserved in Liquid ethane were observed in a Philips CM120 electron microscope under low dose conditions. Only filaments on thin carbon over holes were photographed
日付2002年10月23日
撮影カテゴリ: FILM / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM / デジタル化 - スキャナー: OTHER / デジタル化 - サンプリング間隔: 8.47 µm / 実像数: 1008 / ビット/ピクセル: 14

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画像解析

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 100 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: 30 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C4 (4回回転対称)
アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 20.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: SPIDER
詳細: Three-dimensional single particle reconstruction was carried out by a modification of the IHRSR method, using SPIDER. Low-dose electron micrographs of 1008 frozen-hydrated thick filaments ...詳細: Three-dimensional single particle reconstruction was carried out by a modification of the IHRSR method, using SPIDER. Low-dose electron micrographs of 1008 frozen-hydrated thick filaments halves ere digitized at 0.248 nm per pixel using a Nikon Super Coolscan 8000 ED scanner. Filaments were aligned with the bare zone at the top, to ensure correct polarity in subsequent steps. A total of 15,504 segments, each 62 nm long, with an overlap of 55.8 nm, and containing aprox. 40,000 unique pairs of interacting myosin heads went into the reconstruction. As an initial reference model we used the tarantula negatively stained 3D-map, which was axially rotated, axially shifted and also out of plane tilted up to plus-minus12deg. for projection matching, giving a total of 4,095 projections (13 tilted projections plus-minus12deg. every 2deg., 45 reference rotated projections (0-90 degrees, 2deg. rotation angle), and 7 image axial shifts of 2.2 nm. The resulting 3D-map combines about 10,700 out of 15,504 filament segments, a yield of 69 percent of included segments.
詳細There are 4 helices of myosin heads, rotated 30 degrees, every 145 Angstroms. The filament segments were selected based on visual judgement of good helical order

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

3dtp


Chain - #0 - Chain ID: A / Chain - #1 - Chain ID: B / Chain - #2 - Chain ID: C / Chain - #3 - Chain ID: D / Chain - #4 - Chain ID: E / Chain - #5 - Chain ID: F
ソフトウェア名称: Situs 2.3
詳細PDBEntryID_givenInChain. Protocol: Flexible Fitting. The flexible docking procedure is based on a connected (motion capture) network of identified features within the atomic model. The atomic model is allowed to move according to displacements tracked by 31 control points defined by the network, in order to find the best match to the cryo-EM map
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation
得られたモデル

PDB-3dtp:
Tarantula heavy meromyosin obtained by flexible docking to Tarantula muscle thick filament Cryo-EM 3D-MAP

PDB-3jbh:
TWO HEAVY MEROMYOSIN INTERACTING-HEADS MOTIFS FLEXIBLE DOCKED INTO TARANTULA THICK FILAMENT 3D-MAP ALLOWS IN DEPTH STUDY OF INTRA- AND INTERMOLECULAR INTERACTIONS

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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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