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Structure paper

タイトルStructural insights into the Clp protein degradation machinery.
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 15, Issue 4, Page e0003124, Year 2024
掲載日2024年4月10日
著者Xiaolong Xu / Yanhui Wang / Wei Huang / Danyang Li / Zixin Deng / Feng Long /
PubMed 要旨The Clp protease system is important for maintaining proteostasis in bacteria. It consists of ClpP serine proteases and an AAA+ Clp-ATPase such as ClpC1. The hexameric ATPase ClpC1 utilizes the ...The Clp protease system is important for maintaining proteostasis in bacteria. It consists of ClpP serine proteases and an AAA+ Clp-ATPase such as ClpC1. The hexameric ATPase ClpC1 utilizes the energy of ATP binding and hydrolysis to engage, unfold, and translocate substrates into the proteolytic chamber of homo- or hetero-tetradecameric ClpP for degradation. The assembly between the hetero-tetradecameric ClpP1P2 chamber and the Clp-ATPases containing tandem ATPase domains from the same species has not been studied in depth. Here, we present cryo-EM structures of the substrate-bound ClpC1:shClpP1P2 from , and shClpP1P2 in complex with ADEP1, a natural compound produced by and known to cause over-activation and dysregulation of the ClpP proteolytic core chamber. Our structures provide detailed information on the shClpP1-shClpP2, shClpP2-ClpC1, and ADEP1-shClpP1/P2 interactions, reveal conformational transition of ClpC1 during the substrate translocation, and capture a rotational ATP hydrolysis mechanism likely dominated by the D1 ATPase activity of chaperones.IMPORTANCEThe Clp-dependent proteolysis plays an important role in bacterial homeostasis and pathogenesis. The ClpP protease system is an effective drug target for antibacterial therapy. can produce a class of potent acyldepsipeptide antibiotics such as ADEP1, which could affect the ClpP protease activity. Although hosts one of the most intricate ClpP systems in nature, very little was known about its Clp protease mechanism and the impact of ADEP molecules on ClpP. The significance of our research is in dissecting the functional mechanism of the assembled Clp degradation machinery, as well as the interaction between ADEP1 and the ClpP proteolytic chamber, by solving high-resolution structures of the substrate-bound Clp system in . The findings shed light on our understanding of the Clp-dependent proteolysis in bacteria, which will enhance the development of antimicrobial drugs targeting the Clp protease system, and help fighting against bacterial multidrug resistance.
リンクmBio / PubMed:38501868 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度1.84 - 2.8 Å
構造データ

EMDB-38497, PDB-8xn4:
Cryo-EM structure of the ClpP degradation system in Streptomyces hawaiiensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.34 Å

EMDB-38535, PDB-8xon:
Cryo-EM structure of the ClpC1:ClpP1P2 degradation complex in Streptomyces hawaiiensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 1.96 Å

EMDB-38536, PDB-8xoo:
Cryo-EM structure of the ClpC1:ClpP1P2 degradation complex in Streptomyces hawaiiensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 1.84 Å

EMDB-38537, PDB-8xop:
Cryo-EM structure of ClpP1P2 in complex with ADEP1 from Streptomyces hawaiiensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

化合物

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*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
  • streptomyces hawaiiensis (バクテリア)
  • bos taurus (ウシ)
  • synthetic construct (人工物)
キーワードHYDROLASE / protease / protein degradation / proteostasis / proteolysis

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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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万見文献

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  • Pubmedのデータを利用しています

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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