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タイトルCommensal gut bacteria employ de-chelatase HmuS to harvest iron from heme.
ジャーナル・号・ページEMBO J, Vol. 44, Issue 21, Page 6226-6252, Year 2025
掲載日2025年9月12日
著者Arnab Kumar Nath / Ronivaldo Rodrigues da Silva / Colin C Gauvin / Emmanuel Akpoto / Mensur Dlakić / C Martin Lawrence / Jennifer L DuBois /
PubMed 要旨Iron is essential for almost all organisms, which have evolved different strategies for ensuring a sufficient supply from their environment and using it in different forms, including heme. The hmu ...Iron is essential for almost all organisms, which have evolved different strategies for ensuring a sufficient supply from their environment and using it in different forms, including heme. The hmu operon, primarily found in Bacteroidota and ubiquitous in gastrointestinal tract metagenomes of healthy humans, encodes proteins involved in heme acquisition. Here, we provide direct physiological, biochemical, and structural evidence for the anaerobic removal of iron from heme by HmuS, a membrane-bound, NADH-dependent de-chelatase that deconstructs heme to protoporphyrin IX (PPIX) and Fe(II). Heme can serve as the sole iron source for the model gastrointestinal bacterium Bacteroidetes thetaiotaomicron, when active HmuS is present. Heterologously expressed HmuS was isolated with bound heme molecules under saturating conditions. Its cryo-EM structure at 2.6 Å resolution revealed binding of heme and a pair of cations at distant sites. These sites are conserved across the HmuS family and chelatase superfamily, respectively. The proposed structure-based mechanism for iron removal by HmuS is chemically analogous to the chelatases in both unrelated heme biosynthetic pathways and homologous enzymes in the biosynthetic pathways for chlorophyll and vitamin B12, although the reaction proceeds in the opposite direction. Taken together, our study identifies a widespread mechanism via which anaerobic bacteria can extract nutritional iron from heme.
リンクEMBO J / PubMed:40940422 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.55 - 2.6 Å
構造データ

46483

9d26

EMDB-46483, PDB-9d26:
A widespread heme dechelatase in healthy and pathogenic human microbiomes.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

71280

9p4s

EMDB-71280, PDB-9p4s:
HmuS heme dechelatase: disordered domain 1, heme free.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.55 Å

化合物

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

ChemComp-NA:
Unknown entry / ナトリウムカチオン

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • bacteroides thetaiotaomicron (バクテリア)
  • bacteroides (バクテリア)
キーワードMETAL TRANSPORT / Iron / Microbiome / Heme

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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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