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タイトルAncestral Chaperonins Provide the First Structural Glimpse into Early Multimeric Protein Evolution.
ジャーナル・号・ページMol Biol Evol, Vol. 42, Issue 12, Year 2025
掲載日2025年11月28日
著者Rita Severino / Jorge Cuéllar / Jorge Gutiérrez-Seijo / Moisés Maestro-López / Luis Sánchez-Pulido / César Santiago / Mercedes Moreno-Paz / José María Valpuesta / Víctor Parro /
PubMed 要旨Chaperonins are essential protein-folding machines, classified into three structural and phylogenetic groups: Group I (bacterial GroEL), Group II (archaeal thermosome and eukaryotic CCT), and Group ...Chaperonins are essential protein-folding machines, classified into three structural and phylogenetic groups: Group I (bacterial GroEL), Group II (archaeal thermosome and eukaryotic CCT), and Group III (bacterial thermosome-like). Using ancestral sequence reconstruction (ASR) and protein resurrection, we inferred and experimentally characterized the last common ancestors of these groups (ancestral chaperonins ACI, ACII, and ACIII). The resurrected proteins exhibited ATPase activity (except ACII) and protected client proteins from heat-induced inactivation. Structural analyses by electron microscopy and Cryo-EM revealed that ACI forms single 7-mer rings, whereas ACII adopts a mixed population of single/double 8-mer rings, representing the first experimental observation of intermediate oligomeric states. ACII also features a unique cochaperonin-independent closure mechanism, distinct from modern Group I and II chaperonins. Together, these findings provide the experimental structural reconstruction of the most ancient and complex multimeric proteins so far, uncover novel intermediate states in chaperonin evolution, and offer a direct empirical framework for studying the emergence of multimeric complexity in early cellular life.
リンクMol Biol Evol / PubMed:41310978 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.21 - 8.21 Å
構造データ

54339

9rwp

EMDB-54339, PDB-9rwp:
Ancestral Group II Chaperonin (ACII) Double-Ring in Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.69 Å

54340

9rwq

EMDB-54340, PDB-9rwq:
Ancestral Group III Chaperonin (ACIII) Double-Ring in Open Conformation including the Equatorial and Intermediate Domains (residues 12-200 and 356-507)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.21 Å

54341

9rwr

EMDB-54341, PDB-9rwr:
Ancestral Fibrobacteres-Chlorobi-Bacteroidetes Group Chaperonin (AFCB) Double-Ring in Open Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.45 Å

EMDB-54342: 3D Reconstruction of Ancestral Group I Chaperonin (ACI) Single-Ring
手法: EM (単粒子) / 解像度: 5.38 Å

EMDB-54343: 3D Reconstruction of Ancestral Group II Chaperonin (ACII) Double-Ring in Open Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.92 Å

EMDB-54344: 3D Reconstruction of Ancestral Group II Chaperonin (ACII) Single-Ring in Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.49 Å

EMDB-54345: 3D Reconstruction of Ancestral Group II Chaperonin (ACII) Single-Ring in Open Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 8.21 Å

化合物

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

ChemComp-MG:
Unknown entry

由来
  • synthetic construct (人工物)
  • Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
キーワードCHAPERONE / Chaperonins / Ancestors / Evolution / Cryoelectron Microscopy

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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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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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