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タイトルTime-resolved cryo-EM using a combination of droplet microfluidics with on-demand jetting.
ジャーナル・号・ページNat Methods, Vol. 20, Issue 9, Page 1400-1408, Year 2023
掲載日2023年8月17日
著者Stefania Torino / Mugdha Dhurandhar / Annelore Stroobants / Raf Claessens / Rouslan G Efremov /
PubMed 要旨Single-particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM) allows reconstruction of high-resolution structures of proteins in different conformations. Protein function often involves transient ...Single-particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM) allows reconstruction of high-resolution structures of proteins in different conformations. Protein function often involves transient functional conformations, which can be resolved using time-resolved cryo-EM (trEM). In trEM, reactions are arrested after a defined delay time by rapid vitrification of protein solution on the EM grid. Despite the increasing interest in trEM among the cryo-EM community, making trEM samples with a time resolution below 100 ms remains challenging. Here we report the design and the realization of a time-resolved cryo-plunger that combines a droplet-based microfluidic mixer with a laser-induced generator of microjets that allows rapid reaction initiation and plunge-freezing of cryo-EM grids. Using this approach, a time resolution of 5 ms was achieved and the protein density map was reconstructed to a resolution of 2.1 Å. trEM experiments on GroEL:GroES chaperonin complex resolved the kinetics of the complex formation and visualized putative short-lived conformations of GroEL-ATP complex.
リンクNat Methods / PubMed:37592181
手法EM (単粒子)
解像度2.1 - 7.1 Å
構造データ

EMDB-16091, PDB-8bk7:
Cryo-EM structure of beta-galactosidase at 3.3 A resolution plunged 5 ms after mixing with apoferritin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-16092, PDB-8bk8:
Cryo-EM structure of beta-galactosidase at 2.9 A resolution plunged 205 ms after mixing with apoferritin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-16093, PDB-8bk9:
Cryo-EM structure of mouse heavy-chain apoferritin at 2.1 A plunged 5ms after mixing with b-galactosidase
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.1 Å

EMDB-16094, PDB-8bka:
Cryo-EM structure of mouse heavy-chain apoferritin at 2.7 A plunged 35ms after mixing with b-galactosidase
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-16095, PDB-8bkb:
Cryo-EM structure of mouse heavy-chain apoferritin at 2.2 A plunged 205ms after mixing with b-galactosidase
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.2 Å

EMDB-16097, PDB-8bkg:
Cryo-EM structure of beta-galactosidase at 3.2 A resolution plunged 35 ms after mixing with apoferritin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-16099: GroEL:GroES-ATP complex under continuous turnover condirions
PDB-8bkz: GroEL:GroES-ATP complex under continuous turnover conditions
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.3 Å

EMDB-16100, PDB-8bl2:
Structure of GroEL-ATP complex plunge frozen 200 ms after reaction initiation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.3 Å

EMDB-16102, PDB-8bl7:
Structure of GroEL-nucleotide complex in ADP-like conformation plunged 13 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.4 Å

EMDB-16106, PDB-8blc:
Structure of the GroEL-ATP complex plunge-frozen 50 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-16107, PDB-8bld:
Structure of the GroEL(ATP7/ADP7) complex plunged 13 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.4 Å

EMDB-16108, PDB-8ble:
Structure of GroEL-nucleotide complex in ADP-like conformation plunged 50 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.0 Å

EMDB-16109, PDB-8blf:
Structure of the GroEL(ATP7/ADP7) complex plunged 50 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

EMDB-16115, PDB-8bly:
Structure of the GroEL-ATP complex plunge-frozen 13 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-16116, PDB-8bm0:
Structure of GroEL:GroES-ATP complex plunge frozen 200 ms after reaction initiation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-16117, PDB-8bm1:
Structure of GroEL:GroES-ATP complex under continuous turnover conditions
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

EMDB-16118, PDB-8bmd:
Structure of GroEL-ATP complex under continuous turnover conditions
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

EMDB-16119, PDB-8bmo:
Structure of GroEL:GroES complex exhibiting ADP-conformation in trans ring obtained under the continuous turnover conditions
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.4 Å

EMDB-16125, PDB-8bmt:
Structure of GroEL:GroES-ATP complex plunge frozen 200 ms after reaction initiation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

EMDB-16154: Map of the GroEL-ES-ATP complex plunge-frozen 50 ms after mixing with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.1 Å

EMDB-16157: Map of GroEL:GroES-(ADP) complex plunge frozen 200 ms after reaction initiation with ATP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.3 Å

化合物

ChemComp-FE:
Unknown entry

ChemComp-HOH:
WATER

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

ChemComp-K:
Unknown entry / カリウムカチオン

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

由来
  • escherichia coli (大腸菌)
  • escherichia coli k-12 (大腸菌)
  • mus musculus (ハツカネズミ)
キーワードHYDROLASE / Glycosyl hydrolase / METAL BINDING PROTEIN / iron storage / ferritin / octahedral / CHAPERONE / GroEL / GroES

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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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