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タイトルStructural insights into pre-pore intermediates of alpha-hemolysin in the lipidic environment.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 16, Issue 1, Page 6348, Year 2025
掲載日2025年7月10日
著者Arnab Chatterjee / Anupam Roy / Thejas Satheesh / Partho Pratim Das / Bapan Mondal / Prithiv Kishore / Mahipal Ganji / Somnath Dutta /
PubMed 要旨The infectious microbe Staphylococcus aureus releases an array of cytotoxic pore-forming toxins (PFTs) that severely damage the cell membrane during bacterial infection. However, the interaction ...The infectious microbe Staphylococcus aureus releases an array of cytotoxic pore-forming toxins (PFTs) that severely damage the cell membrane during bacterial infection. However, the interaction interfaces between the host cell membrane and toxin were hardly explored. So far, there are no pore, and intermediate structures of these toxins available in the presence of bio-membrane, which could elucidate the pore-forming mechanism. Here, we investigate the structure of different conformational states of this alpha-hemolysin (α-HL/Hla), a β-PFT in lipidic environment using single-particle cryo-EM. Additionally, we explore lipid destabilization by the toxin, using single-molecule imaging, confocal imaging, and validation of lipid-protein interactions using mutational studies. We elucidate eight cryo-EM structures of wildtype α-HL with various liposomes, which are composed of either 10:0 PC or Egg-PC/Cholesterol or Egg-PC/Sphingomyelin or 10:0 PC/Sphingomyelin. Our structural and biophysical studies confirm that different chain lengths and various membrane compositions facilitate the formation of intermediate pre-pores and complete pore species. We also demonstrate that the percentage of pre-pore population increases due to sphingomyelin-induced membrane rigidity. Altogether, this study unveils the structure-function analysis of the pre-pore to pore transition of wildtype α-HL during its crosstalk with the lipid membrane.
リンクNat Commun / PubMed:40640160 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.6 - 3.2 Å
構造データ

EMDB-62302: Cryo-EM Density map of Staphylococcus aureus alpha-hemolysin pore structure derived from 12:0 Phosphatidylcholine (12:0 PC) liposome
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

EMDB-62303: Structure of Alpha-hemolysin heptameric pore state derived from Egg-PC/SM liposomes.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

62304

9kg0

9kto

EMDB-62304, PDB-9kg0:
Alpha-hemolysin heptameric late pre-pore state derived from 10:0 PC/Sphingomyelin liposomes
PDB-9kto: Alpha-hemolysin heptameric late pre-pore state with bound lipids derived from 10:0 PC/Sphingomyelin liposomes
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

62305

9kg1

9ktm

EMDB-62305, PDB-9kg1:
Alpha-hemolysin heptameric pre-pore state derived from 10:0 PC liposomes.
PDB-9ktm: Alpha-hemolysin heptameric pre-pore state bound to 10:PC lipid chains derived from 10:0 PC liposomes.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

62307

9kg3

9kre

EMDB-62307, PDB-9kg3:
Alpha-hemolysin heptameric pore state derived from egg PC/Cholesterol (3:1 molar ratio) liposomes
PDB-9kre: Alpha-hemolysin heptameric POPC bound pore state derived from egg PC/Cholesterol (3:1 molar ratio) liposomes
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.07 Å

EMDB-62308: Map of EggPC/SM derived prepore structure of alpha-hemolysin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-62309: 12:0 PC liposome derived pre-pore structure of alpha hemolysin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

62310

9kg6

9krf

EMDB-62310, PDB-9kg6:
Alpha-hemolysin heptameric pore state derived from 10:0 PC liposomes
PDB-9krf: Alpha-hemolysin heptameric pore state bound to 10:0 PC lipid chains derived from 10:0 PC liposomes
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

化合物

ChemComp-POV:
(2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate / リン脂質*YM

ChemComp-P1O:
1,2-DIDECANOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / ジデカノイルホスファチジルコリン / DDPC, リン脂質*YM

由来
  • staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
キーワードLIPID BINDING PROTEIN / PFT / Liposomes

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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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