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タイトルEngineered disulfide reveals structural dynamics of locked SARS-CoV-2 spike.
ジャーナル・号・ページPLoS Pathog, Vol. 18, Issue 7, Page e1010583, Year 2022
掲載日2022年7月29日
著者Kun Qu / Qiuluan Chen / Katarzyna A Ciazynska / Banghui Liu / Xixi Zhang / Jingjing Wang / Yujie He / Jiali Guan / Jun He / Tian Liu / Xiaofei Zhang / Andrew P Carter / Xiaoli Xiong / John A G Briggs /
PubMed 要旨The spike (S) protein of SARS-CoV-2 has been observed in three distinct pre-fusion conformations: locked, closed and open. Of these, the function of the locked conformation remains poorly understood. ...The spike (S) protein of SARS-CoV-2 has been observed in three distinct pre-fusion conformations: locked, closed and open. Of these, the function of the locked conformation remains poorly understood. Here we engineered a SARS-CoV-2 S protein construct "S-R/x3" to arrest SARS-CoV-2 spikes in the locked conformation by a disulfide bond. Using this construct we determined high-resolution structures confirming that the x3 disulfide bond has the ability to stabilize the otherwise transient locked conformations. Structural analyses reveal that wild-type SARS-CoV-2 spike can adopt two distinct locked-1 and locked-2 conformations. For the D614G spike, based on which all variants of concern were evolved, only the locked-2 conformation was observed. Analysis of the structures suggests that rigidified domain D in the locked conformations interacts with the hinge to domain C and thereby restrains RBD movement. Structural change in domain D correlates with spike conformational change. We propose that the locked-1 and locked-2 conformations of S are present in the acidic high-lipid cellular compartments during virus assembly and egress. In this model, release of the virion into the neutral pH extracellular space would favour transition to the closed or open conformations. The dynamics of this transition can be altered by mutations that modulate domain D structure, as is the case for the D614G mutation, leading to changes in viral fitness. The S-R/x3 construct provides a tool for the further structural and functional characterization of the locked conformations of S, as well as how sequence changes might alter S assembly and regulation of receptor binding domain dynamics.
リンクPLoS Pathog / PubMed:35905112 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.6 - 3.5 Å
構造データ

EMDB-33453, PDB-7xtz:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-1 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-33454, PDB-7xu0:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-211 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-33455, PDB-7xu1:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-122 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-33456, PDB-7xu2:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-2 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-33457, PDB-7xu3:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-33458, PDB-7xu4:
Structure of SARS-CoV-2 D614G Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-2 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-33459, PDB-7xu5:
Structure of SARS-CoV-2 D614G Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

EMDB-33460, PDB-7xu6:
Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), incubated in Low pH after 40-Day Storage in PBS, Locked-2 Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-33461: Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site) after 40-Day Storage in PBS, Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

EMDB-33462: Structure of SARS-CoV-2 Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), incubated in Low pH after 40-Day Storage in PBS, Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

EMDB-33463: Structure of SARS-CoV-2 D614G spike protein (single Arg S1/S2 cleavage site), Closed Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

EMDB-33464: Structure of SARS-Cov-2 D614G spike protein (single Arg S1/S2 cleavage site), Open Conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

ChemComp-EIC:
LINOLEIC ACID / リノ-ル酸

由来
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
キーワードVIRAL PROTEIN / protein engineering / spike protein / SARS-CoV-2

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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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