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タイトルMembraneless channels sieve cations in ammonia-oxidizing marine archaea.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 630, Issue 8015, Page 230-236, Year 2024
掲載日2024年5月29日
著者Andriko von Kügelgen / C Keith Cassidy / Sofie van Dorst / Lennart L Pagani / Christopher Batters / Zephyr Ford / Jan Löwe / Vikram Alva / Phillip J Stansfeld / Tanmay A M Bharat /
PubMed 要旨Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine ...Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine environment at the cell surface and their subsequent channelling to the cell membrane of N. maritimus. Here we elucidate the structure of the molecular machinery responsible for this process, comprising the surface layer (S-layer), using electron cryotomography and subtomogram averaging from cells. We supplemented our in situ structure of the ammonium-binding S-layer array with a single-particle electron cryomicroscopy structure, revealing detailed features of this immunoglobulin-rich and glycan-decorated S-layer. Biochemical analyses showed strong ammonium binding by the cell surface, which was lost after S-layer disassembly. Sensitive bioinformatic analyses identified similar S-layers in many ammonia-oxidizing archaea, with conserved sequence and structural characteristics. Moreover, molecular simulations and structure determination of ammonium-enriched specimens enabled us to examine the cation-binding properties of the S-layer, revealing how it concentrates ammonium ions on its cell-facing side, effectively acting as a multichannel sieve on the cell membrane. This in situ structural study illuminates the biogeochemically essential process of ammonium binding and channelling, common to many marine microorganisms that are fundamental to the nitrogen cycle.
リンクNature / PubMed:38811725 / PubMed Central
手法EM (単粒子) / EM (サブトモグラム平均)
解像度2.71 - 3.5 Å
構造データ

16482

8c8k

EMDB-16482, PDB-8c8k:
In vitro structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Six-fold symmetry (C6)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.87 Å

16483

8c8l

EMDB-16483, PDB-8c8l:
In vitro structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Two-fold symmetry (C2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.71 Å

16484

8c8m

EMDB-16484, PDB-8c8m:
In vitro structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Composite map between two and six-fold symmetrised
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.87 Å

EMDB-16486: In vitro Nitrosopumilus maritimus S-layer with NH4Cl
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.05 Å

16487

8c8n

EMDB-16487, PDB-8c8n:
In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Two-fold symmetry (C2)
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 3.4 Å

16489

8c8o

EMDB-16489, PDB-8c8o:
In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Six-fold symmetry (C6)
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 3.4 Å

16492

8c8r

EMDB-16492, PDB-8c8r:
In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Composite map between C2 and C6
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 3.5 Å

由来
  • nitrosopumilus maritimus scm1 (古細菌)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / Nmar_1547 S-layer

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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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