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タイトルDe novo design of quasisymmetric two-component protein cages.
ジャーナル・号・ページNature, Year 2026
掲載日2026年5月20日
著者Shunzhi Wang / Ying Xie / David Chmielewski / Connor Weidle / Tong Shu / Green Ahn / Ryan D Kibler / Cindy Hernandez / Wei Chen / David Camilo Duran / Ann Carr / Asim K Bera / Sangmin Lee / Justin Decarreau / Alex Kang / Evans Brackenbrough / Emily Joyce / Kejia Wu / Andrew J Borst / Andrew Favor / Buwei Huang / Frank DiMaio / Liam J Holt / David Baker /
PubMed 要旨Quasisymmetric icosahedral viral capsids achieve larger sizes than possible with strictly symmetric icosahedra by tessellating pentagons and hexagons using a single subunit that adopts different ...Quasisymmetric icosahedral viral capsids achieve larger sizes than possible with strictly symmetric icosahedra by tessellating pentagons and hexagons using a single subunit that adopts different conformations in symmetrically non-equivalent locations. Recapitulating such quasisymmetric architectures through computational design is a considerable challenge in nanomaterials engineering. Here we introduce a computational design strategy based on geometric frustration to generate two-component, quasisymmetric protein cages with customizable properties. We designed complementary trimeric and dimeric protein components that co-assemble into positively curved local hexagonal assemblies. Hexagonal lattices cannot tile spherical surfaces; instead, the components form closed sphere-like cage assemblies through incorporation of curvature-inducing pentagonal defects, as evidenced by electron microscopy. By designing dimers that encode different local curvatures, we programmed cage dimensions ranging from 40 to over 200 nm in diameter and with molecular weights from 2 MDa to over 50 MDa, comparable with natural virus capsids. We further functionalized these large cages with additional protein domains to enable ribonucleoprotein cargo loading and cellular uptake. Fluorescently labelled cage assemblies expressed in mammalian cells function as rheological probes and cargo recruiters, enabling a systematic study of size-dependent cytoplasmic diffusion and protein localization. Thus, the quasi-symmetry that has long fascinated structural biologists can now be achieved by computational protein design, with immediate applications to biologics delivery and molecular cell biology.
リンクNature / PubMed:42162421
手法EM (単粒子) / EM (サブトモグラム平均) / X線回折
解像度2.15 - 31.6 Å
構造データ

70605

9om3

EMDB-70605, PDB-9om3:
Two Component Protein Nano-Particle (T=3). De Novo Design, Computationally Relaxed into Low Resolution Single Particle CryoEM Map with Icosahedral Symmetry Applied
手法: EM (単粒子) / 解像度: 17.45 Å

70685

9op9

EMDB-70685, PDB-9op9:
Two Component Protein Nano-Particle (T=3). De Novo Design, Computationally Relaxed into Low Resolution Subtomogram Averaged CryoEM Map with Icosahedral Symmetry Applied
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 31.6 Å

PDB-9ndl:
Crystal Structure of C2-B-alpha20
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.15 Å

化合物

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • synthetic construct (人工物)
キーワードDE NOVO PROTEIN / design model / ML/AI / quasi symmetry / nanoparticles / Goldberg icosahedron / C60 / Fullerene

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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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