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タイトルMolecular basis of plastoquinone reduction in plant cytochrome bf.
ジャーナル・号・ページNat Plants, Vol. 10, Issue 11, Page 1814-1825, Year 2024
掲載日2024年10月3日
著者Sebastian Pintscher / Rafał Pietras / Bohun Mielecki / Mateusz Szwalec / Anna Wójcik-Augustyn / Paulina Indyka / Michał Rawski / Łukasz Koziej / Marcin Jaciuk / Grzegorz Ważny / Sebastian Glatt / Artur Osyczka /
PubMed 要旨A multi-subunit enzyme, cytochrome bf (cytbf), provides the crucial link between photosystems I and II in the photosynthetic membranes of higher plants, transferring electrons between plastoquinone ...A multi-subunit enzyme, cytochrome bf (cytbf), provides the crucial link between photosystems I and II in the photosynthetic membranes of higher plants, transferring electrons between plastoquinone (PQ) and plastocyanin. The atomic structure of cytbf is known, but its detailed catalytic mechanism remains elusive. Here we present cryogenic electron microscopy structures of spinach cytbf at 1.9 Å and 2.2 Å resolution, revealing an unexpected orientation of the substrate PQ in the haem ligand niche that forms the PQ reduction site (Q). PQ, unlike Q inhibitors, is not in direct contact with the haem. Instead, a water molecule is coordinated by one of the carbonyl groups of PQ and can act as the immediate proton donor for PQ. In addition, we identify water channels that connect Q with the aqueous exterior of the enzyme, suggesting that the binding of PQ in Q displaces water through these channels. The structures confirm large movements of the head domain of the iron-sulfur protein (ISP-HD) towards and away from the plastoquinol oxidation site (Q) and define the unique position of ISP-HD when a Q inhibitor (2,5-dibromo-3-methyl-6-isopropylbenzoquinone) is bound. This work identifies key conformational states of cytbf, highlights fundamental differences between substrates and inhibitors and proposes a quinone-water exchange mechanism.
リンクNat Plants / PubMed:39362993 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度1.94 - 2.33 Å
構造データ

EMDB-19938, PDB-9es7:
Cryo-EM structure of Spinacia oleracea cytochrome b6f complex with water molecules at 1.94 A resolution
手法: EM (単粒子) / 解像度: 1.94 Å

EMDB-19939, PDB-9es8:
Cryo-EM structure of Spinacia oleracea cytochrome b6f with decylplastoquinone bound at plastoquionol reduction site
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.24 Å

EMDB-19940, PDB-9es9:
Cryo-EM structure of Spinacia oleracea cytochrome b6f complex with inhibitor DBMIB bound at plastoquinol oxidation site
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.33 Å

化合物

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

ChemComp-HEC:
HEME C

ChemComp-UMQ:
UNDECYL-MALTOSIDE / 可溶化剤*YM

ChemComp-LMG:
1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A

ChemComp-SQD:
1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE

ChemComp-HOH:
WATER

PDB-1h65:
Crystal structure of pea Toc34 - a novel GTPase of the chloroplast protein translocon

ChemComp-BNT:
2,5-DIBROMO-3-ISOPROPYL-6-METHYLBENZO-1,4-QUINONE

由来
  • spinacia oleracea (ホウレンソウ)
キーワードOXIDOREDUCTASE / b6f complex / photosynthesis / membrane protein / electron transport / proton transport / quinone catalysis / water channels / inhibitor

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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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万見文献

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  • Pubmedのデータを利用しています

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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