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- EMDB-28660: Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 TM and zinc metalloprotease ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-28660
タイトルCryo-EM structure of S. aureus BlaR1 TM and zinc metalloprotease domain
マップデータSharpened map from cryosparc local refinement
試料
  • 複合体: Dimeric complex of S. aureus BlaR1
    • タンパク質・ペプチド: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: (2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE
  • リガンド: PHOSPHATE ION
キーワードAntibiotic resistance / beta-lactam antibiotics / MRSA / BlaR1 / MecR1 / cryo-EM / transmembrane signalling / SIGNALING PROTEIN
機能・相同性: / Peptidase M56 / BlaR1 peptidase M56 / Penicillin-binding protein, transpeptidase / Penicillin binding protein transpeptidase domain / penicillin binding / Beta-lactamase/transpeptidase-like / BlaR1
機能・相同性情報
生物種Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å
データ登録者Worrall LJ / Alexander JAN / Vuckovic M / Strynadka NCJ
資金援助 カナダ, 1件
OrganizationGrant number国
Canadian Institutes of Health Research (CIHR) カナダ
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Structural basis of broad-spectrum β-lactam resistance in Staphylococcus aureus.
著者: J Andrew N Alexander / Liam J Worrall / Jinhong Hu / Marija Vuckovic / Nidhi Satishkumar / Raymond Poon / Solmaz Sobhanifar / Federico I Rosell / Joshua Jenkins / Daniel Chiang / Wesley A ...著者: J Andrew N Alexander / Liam J Worrall / Jinhong Hu / Marija Vuckovic / Nidhi Satishkumar / Raymond Poon / Solmaz Sobhanifar / Federico I Rosell / Joshua Jenkins / Daniel Chiang / Wesley A Mosimann / Henry F Chambers / Mark Paetzel / Som S Chatterjee / Natalie C J Strynadka /
要旨: Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β- ...Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β-lactams through the acylation of its sensor domain, inducing transmembrane signalling and activation of the cytoplasmic-facing metalloprotease domain. The metalloprotease domain has a role in BlaI derepression, inducing blaZ (β-lactamase PC1) and mecA (β-lactam-resistant cell-wall transpeptidase PBP2a) expression. Here, overcoming hurdles in isolation, we show that BlaR1 cleaves BlaI directly, as necessary for inactivation, with no requirement for additional components as suggested previously. Cryo-electron microscopy structures of BlaR1-the wild type and an autocleavage-deficient F284A mutant, with or without β-lactam-reveal a domain-swapped dimer that we suggest is critical to the stabilization of the signalling loops within. BlaR1 undergoes spontaneous autocleavage in cis between Ser283 and Phe284 and we describe the catalytic mechanism and specificity underlying the self and BlaI cleavage. The structures suggest that allosteric signalling emanates from β-lactam-induced exclusion of the prominent extracellular loop bound competitively in the sensor-domain active site, driving subsequent dynamic motions, including a shift in the sensor towards the membrane and accompanying changes in the zinc metalloprotease domain. We propose that this enhances the expulsion of autocleaved products from the active site, shifting the equilibrium to a state that is permissive of efficient BlaI cleavage. Collectively, this study provides a structure of a two-component signalling receptor that mediates action-in this case, antibiotic resistance-through the direct cleavage of a repressor.
履歴
登録2022年10月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年1月11日-
マップ公開2023年1月11日-
更新2024年6月19日-
現状2024年6月19日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_28660.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_28660.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map from cryosparc local refinement
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.77 Å/pix.
x 300 pix.
= 231. Å		0.77 Å/pix.
x 300 pix.
= 231. Å		0.77 Å/pix.
x 300 pix.
= 231. Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.77 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.07
最小 - 最大-0.30921808 - 0.46021047
平均 (標準偏差)0.00027321183 (±0.013928027)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 231.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Half map from cryosparc refinement. Maps have a...

ファイルemd_28660_half_map_1.map
注釈Half map from cryosparc refinement. Maps have a lot of high resolution noise. Lowpass filtering to 3.8 Ang. (FSC resolution of final map) reveals structure.
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: Half map from cryosparc refinement. Maps have a...

ファイルemd_28660_half_map_2.map
注釈Half map from cryosparc refinement. Maps have a lot of high resolution noise. Lowpass filtering to 3.8 Ang. (FSC resolution of final map) reveals structure.
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 : Dimeric complex of S. aureus BlaR1

全体名称: Dimeric complex of S. aureus BlaR1
要素
  • 複合体: Dimeric complex of S. aureus BlaR1
    • タンパク質・ペプチド: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: (2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE
  • リガンド: PHOSPHATE ION

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超分子 #1: Dimeric complex of S. aureus BlaR1

超分子名称: Dimeric complex of S. aureus BlaR1 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
分子量理論値: 142 KDa

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分子 #1: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1

分子名称: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1 / 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: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
分子量理論値: 71.269703 KDa
組換発現生物種: Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis (乳酸菌)
配列文字列: MAKLLIMSIV SFCFIFLLLL FFRYILKRYF NYMLNYKVWY LTLLAGLIPF IPIKFSLFKF NNVNNQAPTV ESKSHDLNHN INTTKPIQE FATDIHKFNW DSIDNICTVI WIVLVIILSF KFLKALLYLK YLKKQSLYLN ENEKNKIDTI LFNHQYKKNI V IRKAETIQ ...文字列:
MAKLLIMSIV SFCFIFLLLL FFRYILKRYF NYMLNYKVWY LTLLAGLIPF IPIKFSLFKF NNVNNQAPTV ESKSHDLNHN INTTKPIQE FATDIHKFNW DSIDNICTVI WIVLVIILSF KFLKALLYLK YLKKQSLYLN ENEKNKIDTI LFNHQYKKNI V IRKAETIQ SPITFWYGKY IILIPSSYFK SVIDKRLKYI ILHEYAHAKN RDTLHLIIFN IFSIIMSYNP LVHIVKRKII HD NEVEADR FVLNNINKNE FKTYAESIMD SVLNVPFFNK NILSHSFNGK KSLLKRRLIN IKEANLKKQS KLILIFICIF TFL LMVIQS QFLMGQSITD YNYKKPLHND YQILDKSKIF GSNSGSFVMY SMKKDKYYIY NEKESRKRYS PNSTYKIYLA MFGL DRHII NDENSRMSWN HKHYPFDAWN KEQDLNTAMQ NSVNWYFERI SDQIPKNYTA TQLKQLNYGN KNLGSYKSYW MEDSL KISN LEQVIVFKNM MEQNNHFSKK AKNQLSSSLL IKKNEKYELY GKTGTGIVNG KYNNGWFVGY VITNHDKYYF ATHLSD GKP SGKNAELISE KILKEMGVLN GQELALVPRG SSAHHHHHH

UniProtKB: BlaR1

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分子 #2: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #3: (2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-...

分子名称: (2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: P6L
分子量理論値: 746.991 Da
Chemical component information

ChemComp-P6L:
(2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE / リン脂質*YM

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分子 #4: PHOSPHATE ION

分子名称: PHOSPHATE ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: PO4
分子量理論値: 94.971 Da
Chemical component information

ChemComp-PO4:
PHOSPHATE ION

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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0.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 20 mM HEPES, pH 7.5, 150 mM sodium chloride
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 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）: 0.5 µm
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: 7508828
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
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: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 66347
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
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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