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タイトルCurvature Generation and Engineering Principles from Multi-flagellin Flagellum.
ジャーナル・号・ページACS Nano, Vol. 19, Issue 28, Page 25682-25696, Year 2025
掲載日2025年7月22日
著者Qing Lou / Hongcheng Fan / Yang Liu / Jeff F Miller / Yu Huang / Z Hong Zhou /
PubMed 要旨Motility driven by nanoscale flagella is vital to microbial survival and spread in fluid and structured environments. The absence of native flagellum structures, however, has limited our ...Motility driven by nanoscale flagella is vital to microbial survival and spread in fluid and structured environments. The absence of native flagellum structures, however, has limited our understanding of the mechanisms of microbial motility, hindering efforts to engineer microbe-based microbots for applications. Here, by cryogenic electron tomography (cryoET) and microscopy (cryoEM), we determined the structural basis of motility driven by the single flagellum anchored to one pole of MR-1 (), an electrogenic bacterium commonly used in biotechnology. The structures of the curved flagellum, representing the conformation during motion, are captured, allowing delineation of molecular interactions among the subunits of its three components─filament, hook, and hook-filament junction. The structures of the filament, i.e., the propeller, reveal varying compositions of the flagellin isoforms FlaA and FlaB throughout the filament. Distinct inter-subunit interactions along the 5-start direction are identified at residues 129 and 134, which are the major determinants of functional differences in motility for the two isoforms. The hook─the universal joint─has a significantly larger curvature than that of the filament, despite both containing 11 curvature-defining conformers of their subunits. Transition between the propeller and the universal joint is mediated by the hook-filament junction, composed of 11 subunits of FlgK and FlgL, reconciling the incompatibility between the filament and the hook. Correlating these compositional and structural transitions with varying levels of curvature in flagellar segments reveals the molecular mechanism enabling propulsive motility. Mechanistic understanding from could suggest engineering principles for nanoscale biomimetic systems.
リンクACS Nano / PubMed:40627653 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.9 - 6.1 Å
構造データ

EMDB-70983: CryoEM structure of hook-filament junction complex from Shewanella oneidensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.1 Å

EMDB-70984: CryoEM structure of curved flagellar filament from Shewanella oneidensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

70985

9oxj

EMDB-70985, PDB-9oxj:
CryoEM structure of FlaA filament from Shewanella oneidensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

70986

9oxk

EMDB-70986, PDB-9oxk:
CryoEM structure of FlaB filament from Shewanella oneidensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.9 Å

EMDB-70987: CryoEM structure of hook from Shewanella oneidensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.18 Å

由来
  • shewanella oneidensis mr-1 (バクテリア)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / FlaA filament / FlaB filament

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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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