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タイトルEvolutionarily divergent Mycobacterium tuberculosis CTP synthase filaments are under selective pressure.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 16, Issue 1, Page 5993, Year 2025
掲載日2025年7月1日
著者Eric M Lynch / Yao Lu / Jin Ho Park / Lin Shao / Justin M Kollman / E Hesper Rego /
PubMed 要旨The final and rate-limiting enzyme in pyrimidine biosynthesis, cytidine triphosphate synthase (CTPS), is essential for the viability of Mycobacterium tuberculosis and other mycobacteria. Its product, ...The final and rate-limiting enzyme in pyrimidine biosynthesis, cytidine triphosphate synthase (CTPS), is essential for the viability of Mycobacterium tuberculosis and other mycobacteria. Its product, cytidine triphosphate (CTP), is critical for RNA, DNA, lipid and cell wall synthesis, and is involved in chromosome segregation. In various organisms across the tree of life, CTPS assembles into higher-order filaments, leading us to hypothesize that M. tuberculosis CTPS (mtCTPS) also forms higher-order structures. Here, we show that mtCTPS does assemble into filaments but with an unusual architecture not seen in other organisms. Through a combination of structural, biochemical, and cellular techniques, we show that polymerization stabilizes the active conformation of the enzyme and resists product inhibition, potentially allowing for the highly localized production of CTP within the cell. Indeed, CTPS filaments localize near the CTP-dependent complex needed for chromosome segregation, and cells expressing mutant enzymes unable to polymerize are altered in their ability to robustly form this complex. Intriguingly, mutants that inhibit filament formation are under positive selection in clinical isolates of M. tuberculosis, pointing to a critical role needed to withstand pressures imposed by the host and/or antibiotics. Taken together, our data reveal an unexpected mechanism for the spatially organized production of a critical nucleotide in M. tuberculosis, which may represent a vulnerability of the pathogen that can be exploited with chemotherapy.
リンクNat Commun / PubMed:40593557 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.8 - 3.6 Å
構造データ

42605

8uv4

EMDB-42605, PDB-8uv4:
M. tuberculosis CTP synthase filament bound to substrates
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

42611

8uv8

EMDB-42611, PDB-8uv8:
M. tuberculosis CTP synthase tetramer bound to CTP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

42612

8uv9

EMDB-42612, PDB-8uv9:
M. tuberculosis CTP synthase bound to inhibitor GSK1570606A
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

42613

8uva

EMDB-42613, PDB-8uva:
M. tuberculosis CTP synthase bound to inhibitor GSK735826A
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

化合物

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

ChemComp-5ZL:
[[(2~{R},3~{S},4~{R},5~{R})-3,4-bis(oxidanyl)-5-(2-oxidanyl-4-phosphonooxy-pyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-oxidanyl-phosphoryl] phosphono hydrogen phosphate

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-CTP:
CYTIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / CTP

ChemComp-GLN:
GLUTAMINE / グルタミン

ChemComp-Q2N:
2-(4-fluorophenyl)-~{N}-(4-pyridin-2-yl-1,3-thiazol-2-yl)ethanamide

ChemComp-UTP:
URIDINE 5'-TRIPHOSPHATE / UTP / UTP*YM


化合物 画像なし

ChemComp-XMW:
Unknown entry

由来
  • mycobacterium tuberculosis (結核菌)
キーワードLIGASE / metabolic enzyme / filament

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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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