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Structure paper

タイトルDynamic and asymmetric fluctuations in the microtubule wall captured by high-resolution cryoelectron microscopy.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 117, Issue 29, Page 16976-16984, Year 2020
掲載日2020年7月21日
著者Garrett E Debs / Michael Cha / Xueqi Liu / Andrew R Huehn / Charles V Sindelar /
PubMed 要旨Microtubules are tubular polymers with essential roles in numerous cellular activities. Structures of microtubules have been captured at increasing resolution by cryo-EM. However, dynamic properties ...Microtubules are tubular polymers with essential roles in numerous cellular activities. Structures of microtubules have been captured at increasing resolution by cryo-EM. However, dynamic properties of the microtubule are key to its function, and this behavior has proved difficult to characterize at a structural level due to limitations in existing structure determination methods. We developed a high-resolution cryo-EM refinement method that divides an imaged microtubule into its constituent protofilaments, enabling deviations from helicity and other sources of heterogeneity to be quantified and corrected for at the single-subunit level. We demonstrate that this method improves the resolution of microtubule 3D reconstructions and substantially reduces anisotropic blurring artifacts, compared with methods that utilize helical symmetry averaging. Moreover, we identified an unexpected, discrete behavior of the m-loop, which mediates lateral interactions between neighboring protofilaments and acts as a flexible hinge between them. The hinge angle adopts preferred values corresponding to distinct conformations of the m-loop that are incompatible with helical symmetry. These hinge angles fluctuate in a stochastic manner, and perfectly cylindrical microtubule conformations are thus energetically and entropically penalized. The hinge angle can diverge further from helical symmetry at the microtubule seam, generating a subpopulation of highly distorted microtubules. However, the seam-distorted subpopulation disappears in the presence of Taxol, a microtubule stabilizing agent. These observations provide clues into the structural origins of microtubule flexibility and dynamics and highlight the role of structural polymorphism in defining microtubule behavior.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:32636254 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.9 - 3.6 Å
構造データ

EMDB-21919:
14-protofilament, GMPCPP stabilized microtubule with nucleotide free kinesin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

21922

6wvl

EMDB-21922, PDB-6wvl:
Low curvature lateral interaction within a 13-protofilament, Taxol stabilized microtubule
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

21923

6wvm

EMDB-21923, PDB-6wvm:
High curvature lateral interaction within a 13-protofilament, Taxol stabilized microtubule
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

21924

6wvr

EMDB-21924: Protofilament from a 13-protofilament, Taxol stabilized microtubule
PDB-6wvr: Tubulin dimers from a 13-protofilament, Taxol stabilized microtubule
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

化合物

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM

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

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

ChemComp-TA1:
TAXOL / パクリタキセル / 薬剤, 化学療法薬*YM

由来
  • bos taurus (ウシ)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / Microtubule

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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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