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タイトルEvolution of Archaellum Rotation Involved Invention of a Stator Complex by Duplicating and Modifying a Core Component.
ジャーナル・号・ページFront Microbiol, Vol. 12, Page 773386, Year 2021
掲載日2021年11月29日
著者Trishant R Umrekar / Yvonne B Winterborn / Shamphavi Sivabalasarma / Julian Brantl / Sonja-Verena Albers / Morgan Beeby /
PubMed 要旨Novelty in biology can arise from opportunistic repurposing of nascent characteristics of existing features. Understanding how this process happens at the molecular scale, however, suffers from a ...Novelty in biology can arise from opportunistic repurposing of nascent characteristics of existing features. Understanding how this process happens at the molecular scale, however, suffers from a lack of case studies. The evolutionary emergence of rotary motors is a particularly clear example of evolution of a new function. The simplest of rotary motors is the archaellum, a molecular motor that spins a helical propeller for archaeal motility analogous to the bacterial flagellum. Curiously, emergence of archaellar rotation may have pivoted on the simple duplication and repurposing of a pre-existing component to produce a stator complex that anchors to the cell superstructure to enable productive rotation of the rotor component. This putative stator complex is composed of ArlF and ArlG, gene duplications of the filament component ArlB, providing an opportunity to study how gene duplication and neofunctionalization contributed to the radical innovation of rotary function. Toward understanding how this happened, we used electron cryomicroscopy to determine the structure of isolated ArlG filaments, the major component of the stator complex. Using a hybrid modeling approach incorporating structure prediction and validation, we show that ArlG filaments are open helices distinct to the closed helical filaments of ArlB. Curiously, further analysis reveals that ArlG retains a subset of the inter-protomer interactions of homologous ArlB, resulting in a superficially different assembly that nevertheless reflects the common ancestry of the two structures. This relatively simple mechanism to change quaternary structure was likely associated with the evolutionary neofunctionalization of the archaellar stator complex, and we speculate that the relative deformable elasticity of an open helix may facilitate elastic energy storage during the transmission of the discrete bursts of energy released by ATP hydrolysis to continuous archaellar rotation, allowing the inherent properties of a duplicated ArlB to be co-opted to fulfill a new role. Furthermore, agreement of diverse experimental evidence in our work supports recent claims to the power of new structure prediction techniques.
リンクFront Microbiol / PubMed:34912317 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度9.1 Å
構造データ

EMDB-13428:
Pfu sArlG (PF0333, N-d31-ArlG)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 9.1 Å

由来
  • Pyrococcus furiosus (古細菌)

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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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