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タイトルHigh-resolution Cryo-EM Structure Determination of a-Synuclein-A Prototypical Amyloid Fibril.
ジャーナル・号・ページBio Protoc, Vol. 15, Issue 3, Page e5171, Year 2025
掲載日2025年2月5日
著者Juan C Sanchez / Joshua A Pierson / Collin G Borcik / Chad M Rienstra / Elizabeth R Wright /
PubMed 要旨The physiological role of a-synuclein (a-syn), an intrinsically disordered presynaptic neuronal protein, is believed to impact the release of neurotransmitters through interactions with the SNARE ...The physiological role of a-synuclein (a-syn), an intrinsically disordered presynaptic neuronal protein, is believed to impact the release of neurotransmitters through interactions with the SNARE complex. However, under certain cellular conditions that are not well understood, a-syn will self-assemble into β-sheet-rich fibrils that accumulate and form insoluble neuronal inclusions. Studies of patient-derived brain tissues have concluded that these inclusions are associated with Parkinson's disease, the second most common neurodegenerative disorder, and other synuclein-related diseases called synucleinopathies. In addition, repetitions of specific mutations to the SNCA gene, the gene that encodes a-syn, result in an increased disposition for synucleinopathies. The latest advances in cryo-EM structure determination and real-space helical reconstruction methods have resulted in over 60 in vitro structures of a-syn fibrils solved to date, with a handful of these reaching a resolution below 2.5 Å. Here, we provide a protocol for a-syn protein expression, purification, and fibrilization. We detail how sample quality is assessed by negative stain transmission electron microscopy (NS-TEM) analysis and followed by sample vitrification using the Vitrobot Mark IV vitrification robot. We provide a detailed step-by-step protocol for high-resolution cryo-EM structure determination of a-syn fibrils using RELION and a series of specialized helical reconstruction tools that can be run within RELION. Finally, we detail how ChimeraX, Coot, and Phenix are used to build and refine a molecular model into the high-resolution cryo-EM map. This workflow resulted in a 2.04 Å structure of a-syn fibrils with excellent resolution of residues 36-97 and an additional island of density for residues 15-22 that had not been previously reported. This workflow should serve as a starting point for individuals new to the neurodegeneration and structural biology fields. Together, this procedure lays the foundation for advanced structural studies of a-syn and other amyloid fibrils. Key features • In vitro fibril amplification method yielding twisting fibrils that span several micrometers in length and are suitable for cryo-EM structure determination. • High-throughput cryo-EM data collection of neurodegenerative fibrils, such as alpha-synuclein. • Use of RELION implementations of helical reconstruction algorithms to generate high-resolution 3D structures of a-synuclein fibrils. • Brief demonstration of the use of ChimeraX, Coot, and Phenix for molecular model building and refinement.
リンクBio Protoc / PubMed:39959285 / PubMed Central
手法EM (らせん対称)
解像度2.04 Å
構造データ

45639

9ck3

EMDB-45639, PDB-9ck3:
Cryo-EM structure of in-vitro alpha-synuclein fibril
手法: EM (らせん対称) / 解像度: 2.04 Å

由来
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / alpha-synuclein / fibril / amyloid

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万見文献について

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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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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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