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Structure paper

タイトルLong-range charge transfer mechanism of the IIIIV mycobacterial supercomplex.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 15, Issue 1, Page 5276, Year 2024
掲載日2024年6月20日
著者Daniel Riepl / Ana P Gamiz-Hernandez / Terezia Kovalova / Sylwia M Król / Sophie L Mader / Dan Sjöstrand / Martin Högbom / Peter Brzezinski / Ville R I Kaila /
PubMed 要旨Aerobic life is powered by membrane-bound redox enzymes that shuttle electrons to oxygen and transfer protons across a biological membrane. Structural studies suggest that these energy-transducing ...Aerobic life is powered by membrane-bound redox enzymes that shuttle electrons to oxygen and transfer protons across a biological membrane. Structural studies suggest that these energy-transducing enzymes operate as higher-order supercomplexes, but their functional role remains poorly understood and highly debated. Here we resolve the functional dynamics of the 0.7 MDa IIIIV obligate supercomplex from Mycobacterium smegmatis, a close relative of M. tuberculosis, the causative agent of tuberculosis. By combining computational, biochemical, and high-resolution (2.3 Å) cryo-electron microscopy experiments, we show how the mycobacterial supercomplex catalyses long-range charge transport from its menaquinol oxidation site to the binuclear active site for oxygen reduction. Our data reveal proton and electron pathways responsible for the charge transfer reactions, mechanistic principles of the quinone catalysis, and how unique molecular adaptations, water molecules, and lipid interactions enable the proton-coupled electron transfer (PCET) reactions. Our combined findings provide a mechanistic blueprint of mycobacterial supercomplexes and a basis for developing drugs against pathogenic bacteria.
リンクNat Commun / PubMed:38902248 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.3 - 2.8 Å
構造データ

17210

8ovc

EMDB-17210, PDB-8ovc:
Respiratory supercomplex (III2-IV2) from Mycobacterium smegmatis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

17211

8ovd

EMDB-17211, PDB-8ovd:
Respiratory supercomplex (III2-IV2) from Mycobacterium smegmatis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.3 Å

化合物

ChemComp-HEC:
HEME C

ChemComp-MQ9:
MENAQUINONE-9


化合物 画像なし

ChemComp-WUO:
Unknown entry

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

ChemComp-9YF:
(2R)-2-(hexadecanoyloxy)-3-{[(S)-hydroxy{[(1R,2R,3R,4R,5R,6S)-2,3,4,5,6-pentahydroxycyclohexyl]oxy}phosphoryl]oxy}propyl (9S)-9-methyloctadecanoate

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

ChemComp-7PH:
(1R)-2-(dodecanoyloxy)-1-[(phosphonooxy)methyl]ethyl tetradecanoate

ChemComp-HEA:
HEME-A

ChemComp-CU:
COPPER (II) ION

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

ChemComp-CA:
Unknown entry / カルシウムジカチオン

ChemComp-9XX:
(2S)-1-(hexadecanoyloxy)propan-2-yl (10S)-10-methyloctadecanoate

ChemComp-PLM:
PALMITIC ACID / パルミチン酸

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-IZL:
[(2~{R})-3-[[(1~{S},2~{R},3~{S},4~{S},5~{R},6~{R})-2-[(2~{R},3~{S},4~{S},5~{S},6~{R})-6-[[(2~{S},3~{S},4~{S},5~{S},6~{R})-6-[[(2~{S},3~{S},4~{S},5~{S},6~{R})-6-(hydroxymethyl)-3-[(2~{R},3~{S},4~{S},5~{S},6~{R})-6-(hydroxymethyl)-3,4,5-tris(oxidanyl)oxan-2-yl]oxy-4,5-bis(oxidanyl)oxan-2-yl]oxymethyl]-3,4,5-tris(oxidanyl)oxan-2-yl]oxymethyl]-3,4,5-tris(oxidanyl)oxan-2-yl]oxy-3,4,5-tris(oxidanyl)-6-[(2~{R},3~{S},4~{S},5~{S},6~{R})-3,4,5-tris(oxidanyl)-6-(undecanoyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-cyclohexyl]oxy-oxidanyl-phosphoryl]oxy-2-undecanoyloxy-propyl] (10~{R})-10-methyldodecanoate

ChemComp-TRD:
TRIDECANE / トリデカン

ChemComp-3PE:
1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / DSPE / リン脂質*YM

由来
  • mycolicibacterium smegmatis (バクテリア)
キーワードELECTRON TRANSPORT / RESPIRATORY SUPERCOMPLEX / MEMBRANE PROTEIN / ACTINOBACTERIA

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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://pdbjlvh1.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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