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タイトルCryo-EM reveals the architecture of the dimeric cytochrome P450 CYP102A1 enzyme and conformational changes required for redox partner recognition.
ジャーナル・号・ページJ Biol Chem, Vol. 295, Issue 6, Page 1637-1645, Year 2020
掲載日2020年2月7日
著者Min Su / Sumita Chakraborty / Yoichi Osawa / Haoming Zhang /
PubMed 要旨Cytochrome P450 family 102 subfamily A member 1 (CYP102A1) is a self-sufficient flavohemeprotein and a highly active bacterial enzyme capable of fatty acid hydroxylation at a >3,000 min turnover rate. ...Cytochrome P450 family 102 subfamily A member 1 (CYP102A1) is a self-sufficient flavohemeprotein and a highly active bacterial enzyme capable of fatty acid hydroxylation at a >3,000 min turnover rate. The CYP102A1 architecture has been postulated to be responsible for its extraordinary catalytic prowess. However, the structure of a functional full-length CYP102A1 enzyme remains to be determined. Herein, we used a cryo-EM single-particle approach, revealing that full-length CYP102A1 forms a homodimer in which both the heme and FAD domains contact each other. The FMN domain of one monomer was located close to the heme domain of the other monomer, exhibiting a configuration. Moreover, full-length CYP102A1 is highly dynamic, existing in multiple conformational states, including open and closed states. In the closed state, the FMN domain closely contacts the FAD domain, whereas in the open state, one of the FMN domains rotates away from its FAD domain and traverses to the heme domain of the other monomer. This structural arrangement and conformational dynamics may facilitate rapid intraflavin and FMN-to-heme electron transfers (ETs). Results with a variant having a 12-amino-acid deletion in the CYP102A1 linker region, connecting the catalytic heme and the diflavin reductase domains, further highlighted the importance of conformational dynamics in the ET process. Cryo-EM revealed that the Δ12 variant homodimer is conformationally more stable and incapable of FMN-to-heme ET. We conclude that closed-to-open alternation is crucial for redox partner recognition and formation of an active ET complex for CYP102A1 catalysis.
リンクJ Biol Chem / PubMed:31901079 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度6.7 - 8.5 Å
構造データ

EMDB-20785:
CYP102A1_A82F_closed
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.6 Å

EMDB-20786:
CYP102A1_A82F_open_state1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 8.3 Å

EMDB-20787:
Full-length CYP102A1 A82F variant in open state II
手法: EM (単粒子) / 解像度: 8.5 Å

EMDB-21099:
CYP102A1-A82F-D12-open-state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.9 Å

EMDB-21100:
CYP102A1-A82F-D12-closed
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.7 Å

由来
  • Escherichia coli (大腸菌)

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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://pdbjlvh1.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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