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タイトルBlueprinting extendable nanomaterials with standardized protein blocks.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 627, Issue 8005, Page 898-904, Year 2024
掲載日2024年3月13日
著者Timothy F Huddy / Yang Hsia / Ryan D Kibler / Jinwei Xu / Neville Bethel / Deepesh Nagarajan / Rachel Redler / Philip J Y Leung / Connor Weidle / Alexis Courbet / Erin C Yang / Asim K Bera / Nicolas Coudray / S John Calise / Fatima A Davila-Hernandez / Hannah L Han / Kenneth D Carr / Zhe Li / Ryan McHugh / Gabriella Reggiano / Alex Kang / Banumathi Sankaran / Miles S Dickinson / Brian Coventry / T J Brunette / Yulai Liu / Justas Dauparas / Andrew J Borst / Damian Ekiert / Justin M Kollman / Gira Bhabha / David Baker /
PubMed 要旨A wooden house frame consists of many different lumber pieces, but because of the regularity of these building blocks, the structure can be designed using straightforward geometrical principles. The ...A wooden house frame consists of many different lumber pieces, but because of the regularity of these building blocks, the structure can be designed using straightforward geometrical principles. The design of multicomponent protein assemblies, in comparison, has been much more complex, largely owing to the irregular shapes of protein structures. Here we describe extendable linear, curved and angled protein building blocks, as well as inter-block interactions, that conform to specified geometric standards; assemblies designed using these blocks inherit their extendability and regular interaction surfaces, enabling them to be expanded or contracted by varying the number of modules, and reinforced with secondary struts. Using X-ray crystallography and electron microscopy, we validate nanomaterial designs ranging from simple polygonal and circular oligomers that can be concentrically nested, up to large polyhedral nanocages and unbounded straight 'train track' assemblies with reconfigurable sizes and geometries that can be readily blueprinted. Because of the complexity of protein structures and sequence-structure relationships, it has not previously been possible to build up large protein assemblies by deliberate placement of protein backbones onto a blank three-dimensional canvas; the simplicity and geometric regularity of our design platform now enables construction of protein nanomaterials according to 'back of an envelope' architectural blueprints.
リンクNature / PubMed:38480887 / PubMed Central
手法EM (単粒子) / X線回折
解像度2.48 - 12.98 Å
構造データ

EMDB-29974, PDB-8gel:
Cryo-EM structure of synthetic tetrameric building block sC4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

EMDB-40070: Cryo-EM map of synthetic cage_O3_10 reconstructed without symmetry (C1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.4 Å

EMDB-40071: Cryo-EM map of synthetic cage_O3_10 reconstructed with O symmetry
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.0 Å

EMDB-40073: Cryo-EM map of synthetic cage_T3_5 reconstructed without symmetry (C1), with 1 monomer missing (class 3.0)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.1 Å

EMDB-40074: Cryo-EM map of synthetic cage_T3_5 reconstructed with T symmetry
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

EMDB-40075: Cryo-EM map of synthetic cage_T3_5 reconstructed without symmetry (C1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.3 Å

EMDB-40076: Cryo-EM map of synthetic cage_T3_5+2 reconstructed without symmetry (C1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.7 Å

EMDB-41364, PDB-8tl7:
CryoEM Structure of a Computationally Designed T3 Tetrahedral Nanocage
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.05 Å

EMDB-41907: Computationally Designed, Expandable O4 Octahedral Handshake Nanocage
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.34 Å

EMDB-42031: Computational Designed Nanocage O43_129_+8
手法: EM (単粒子) / 解像度: 12.98 Å

EMDB-42906, PDB-8v2d:
Computational Designed Nanocage O43_129
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.77 Å

EMDB-42944, PDB-8v3b:
Computational Designed Nanocage O43_129_+4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.4 Å

EMDB-43318: Twistless helix 12 repeat ring design R12B
手法: EM (単粒子) / 解像度: 5.2 Å

PDB-8g9j:
Geometrically programmable nanomaterial construction using regularized protein building blocks
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.5 Å

PDB-8g9k:
Geometrically programmable nanomaterial construction using regularized protein building blocks
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.48 Å

PDB-8ga6:
Geometrically programmable nanomaterial construction using regularized protein building blocks
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.5 Å

PDB-8ga7:
Geometrically programmable nanomaterial construction using regularized protein building blocks
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.93 Å

化合物

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • synthetic construct (人工物)
  • unidentified (未定義)
キーワードDE NOVO PROTEIN / nanomaterial / protein building blocks / De novo design / train-track / synthetic / tetramer / self-assembling / expandable nanomaterial / de novo / t3 tetrahedral nanocage / computationally designed / nanocage / expandable nanomaterials / O43_129 / extendable nanomaterials / O43 / Programmable Design

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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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  • 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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