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タイトルCryo-EM Structure of the Type IV Pilus Extension ATPase from Enteropathogenic Escherichia coli.
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 13, Issue 6, Page e0227022, Year 2022
掲載日2022年12月20日
著者Ashok R Nayak / Pradip K Singh / Jinlei Zhao / Montserrat Samsó / Michael S Donnenberg /
PubMed 要旨Type 4 pili (T4P) are retractable surface appendages found on numerous bacteria and archaea that play essential roles in various microbial functions, including host colonization by pathogens. An ...Type 4 pili (T4P) are retractable surface appendages found on numerous bacteria and archaea that play essential roles in various microbial functions, including host colonization by pathogens. An ATPase is required for T4P extension, but the mechanism by which chemical energy is transduced to mechanical energy for pilus extension has not been elucidated. Here, we report the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of the BfpD ATPase from enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) in the presence of either ADP or a mixture of ADP and AMP-PNP. Both structures, solved at 3 Å resolution, reveal the typical toroid shape of AAA+ ATPases and unambiguous 6-fold symmetry. This 6-fold symmetry contrasts with the 2-fold symmetry previously reported for other T4P extension ATPase structures, all of which were from thermophiles and solved by crystallography. In the presence of the nucleotide mixture, BfpD bound exclusively AMP-PNP, and this binding resulted in a modest outward expansion in comparison to the structure in the presence of ADP, suggesting a concerted model for hydrolysis. molecular models reveal a partially open configuration of all subunits where the nucleotide binding site may not be optimally positioned for catalysis. ATPase functional studies reveal modest activity similar to that of other extension ATPases, while calculations indicate that this activity is insufficient to power pilus extension. Our results reveal that, despite similarities in primary sequence and tertiary structure, T4P extension ATPases exhibit divergent quaternary configurations. Our data raise new possibilities regarding the mechanism by which T4P extension ATPases power pilus formation. Type 4 pili are hairlike surface appendages on many bacteria and archaea that can be extended and retracted with tremendous force. They play a critical role in disease caused by several deadly human pathogens. Pilus extension is made possible by an enzyme that converts chemical energy to mechanical energy. Here, we describe the three-dimensional structure of such an enzyme from a human pathogen in unprecedented detail, which reveals a mechanism of action that has not been seen previously among enzymes that power type 4 pilus extension.
リンクmBio / PubMed:36326250 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.99 - 3.69 Å
構造データ

27795

8dze

EMDB-27795, PDB-8dze:
Cryo-EM structure of bundle-forming pilus extension ATPase from E. coli in the presence of AMP-PNP (class-1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.99 Å

27796

8dzf

EMDB-27796, PDB-8dzf:
Cryo-EM structure of bundle-forming pilus extension ATPase from E.coli in the presence of AMP-PNP (class-2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.69 Å

27797

8dzg

EMDB-27797, PDB-8dzg:
Cryo-EM structure of bundle-forming pilus extension ATPase from E.coli in the presence of ADP
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

化合物

ChemComp-ZN:
Unknown entry

ChemComp-ANP:
PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP / AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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

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

由来
  • escherichia coli (大腸菌)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / BfpD / AAA-ATPase / Type 4 pilus accessory protein

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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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