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Structure paper

タイトルEnergy landscape of domain motion in glutamate dehydrogenase deduced from cryo-electron microscopy.
ジャーナル・号・ページFEBS J, Vol. 287, Issue 16, Page 3472-3493, Year 2020
掲載日2020年2月5日
著者Mao Oide / Takayuki Kato / Tomotaka Oroguchi / Masayoshi Nakasako /
PubMed 要旨Analysis of the conformational changes of protein is important to elucidate the mechanisms of protein motions correlating with their function. Here, we studied the spontaneous domain motion of ...Analysis of the conformational changes of protein is important to elucidate the mechanisms of protein motions correlating with their function. Here, we studied the spontaneous domain motion of unliganded glutamate dehydrogenase from Thermococcus profundus using cryo-electron microscopy and proposed a novel method to construct free-energy landscape of protein conformations. Each subunit of the homo-hexameric enzyme comprises nucleotide-binding domain (NAD domain) and hexamer-forming core domain. A large active-site cleft is situated between the two domains and varies from open to close according to the motion of a NAD domain. A three-dimensional map reconstructed from all cryo-electron microscopy images displayed disordered volumes of NAD domains, suggesting that NAD domains in the collected images adopted various conformations in domain motion. Focused classifications on NAD domain of subunits provided several maps of possible conformations in domain motion. To deduce what kinds of conformations appeared in EM images, we developed a novel analysis method that describe the EM maps as a linear combination of representative conformations appearing in a 200-ns molecular dynamics simulation as reference. The analysis enabled us to estimate the appearance frequencies of the representative conformations, which illustrated a free-energy landscape in domain motion. In the open/close domain motion, two free-energy basins hindered the direct transformation from open to closed state. Structure models constructed for representative EM maps in classifications demonstrated the correlation between the energy landscape and conformations in domain motion. Based on the results, the domain motion in glutamate dehydrogenase and the analysis method to visualize conformational changes and free-energy landscape were discussed. DATABASE: The EM maps of the four conformations were deposited to Electron Microscopy Data Bank (EMDB) as accession codes EMD-9845 (open), EMD-9846 (half-open1), EMD-9847 (half-open2), and EMD-9848 (closed), respectively. In addition, the structural models built for the four conformations were deposited to the Protein Data Bank (PDB) as accession codes 6JN9 (open), 6JNA (half-open1), 6JNC (half-open2), and 6JND (closed), respectively.
リンクFEBS J / PubMed:31976609
手法EM (単粒子)
解像度3.5 - 3.9 Å
構造データ

9845

6jn9

EMDB-9845, PDB-6jn9:
Cryo-EM structure of glutamate dehydrogenase from Thermococcus profundus
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

9846

6jna

EMDB-9846, PDB-6jna:
Cryo-EM structure of glutamate dehydrogenase from Thermococcus profundus
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.7 Å

9847

6jnc

EMDB-9847, PDB-6jnc:
Cryo-EM structure of glutamate dehydrogenase from Thermococcus profundus
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.7 Å

9848

6jnd

EMDB-9848, PDB-6jnd:
Cryo-EM structure of glutamate dehydrogenase from Thermococcus profundus
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

化合物

ChemComp-TRS:
2-AMINO-2-HYDROXYMETHYL-PROPANE-1,3-DIOL / トリス(ヒドロキシメチル)メチルアンモニウム / pH緩衝剤*YM / トリスヒドロキシメチルアミノメタン

由来
  • thermococcus profundus (古細菌)
キーワードOXIDOREDUCTASE (酸化還元酵素) / enzyme (酵素) / multi-domain protein (タンパク質ドメイン)

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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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