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Structure paper

タイトルFunctional and structural characterization of F-ATPase with common ancestral core domains in stator ring.
ジャーナル・号・ページProtein Sci, Vol. 34, Issue 11, Page e70345, Year 2025
掲載日2025年10月24日
著者Aya K Suzuki / Ryutaro Furukawa / Meghna Sobti / Simon H J Brown / Alastair G Stewart / Satoshi Akanuma / Hiroshi Ueno / Hiroyuki Noji /
PubMed 要旨Extant F-ATPases exhibit diverse rotational stepping behaviors-3-, 6-, or 9-step cycles-yet the evolutionary origin of these patterns remains unclear. Here, we used ancestral sequence reconstruction ...Extant F-ATPases exhibit diverse rotational stepping behaviors-3-, 6-, or 9-step cycles-yet the evolutionary origin of these patterns remains unclear. Here, we used ancestral sequence reconstruction to infer the catalytic β and non-catalytic α subunits of a putative ancestral F-ATPase. We then fused their functionally critical domains into the thermostable F from Bacillus PS3, yielding a stable chimeric enzyme. Cryo-EM revealed two distinct conformational states-binding and catalytic dwell states-separated by a ~34° rotation of the γ subunit, suggesting a fundamental six-step mechanism akin to that of extant six-stepping F-ATPases. Single-molecule rotation assays with ATP and the slowly hydrolyzed ATP analog ATPγS demonstrated that the chimeric motor is intrinsically a six-stepper, pausing at binding and catalytic dwell positions separated by 32.1°, although the binding dwell is significantly prolonged by an unknown mechanism. These findings indicate that F-ATPase was originally a six-stepper and diversified into 3-, 6- and 9-step forms in evolutionary adaptation. Based on these results, we discuss plausible features of the entire FF complex, along with potential physiological contexts in the last universal common ancestor and related lineages.
リンクProtein Sci / PubMed:41131942 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.46 - 2.77 Å
構造データ

49839

9nvl

EMDB-49839, PDB-9nvl:
ATPase Hybrid F1 with the ancestral core domains Binding Dwell
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.46 Å

49840

9nvm

EMDB-49840, PDB-9nvm:
ATPase Hybrid F1 with the ancestral core domains Catalytic Dwell
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.58 Å

EMDB-49841: ATPase hybrid F1 with the ancestral core domains Hexamer without stalk Binding dwell
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.77 Å

EMDB-49842: ATPase hybrid F1 with the ancestral core domains Tetramer with stalk Binding Dwell
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.46 Å

EMDB-49843: ATPase hybrid F1 with the ancestral core domains Tetramer no stalk Binding Dwell
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.68 Å

化合物

ChemComp-MG:
Unknown entry

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

ChemComp-PO4:
PHOSPHATE ION

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

由来
  • bacillus sp. ps3 (バクテリア)
  • pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
キーワードELECTRON TRANSPORT / single particle / Ancestral ATPase / Enerygy

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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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