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- EMDB-16487: In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Two-f... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-16487
タイトルIn situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Two-fold symmetry (C2)
マップデータPostProcessed map with B-factor sharpening
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Nitrosopumilus maritimus S-layer
    • タンパク質・ペプチド: Cell surface protein細胞膜
キーワードNmar_1547 S-layer / STRUCTURAL PROTEIN (タンパク質)
機能・相同性生体膜 / Uncharacterized protein
機能・相同性情報
生物種Nitrosopumilus maritimus SCM1 (ニトロソプミルス・マリティムス)
手法サブトモグラム平均法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者von Kuegelgen A / Bharat T
資金援助 英国, 2件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust202231/Z/16/Z 英国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MC_UP_1201/31 英国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Membraneless channels sieve cations in ammonia-oxidizing marine archaea.
著者: Andriko von Kügelgen / C Keith Cassidy / Sofie van Dorst / Lennart L Pagani / Christopher Batters / Zephyr Ford / Jan Löwe / Vikram Alva / Phillip J Stansfeld / Tanmay A M Bharat /
要旨: Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine ...Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine environment at the cell surface and their subsequent channelling to the cell membrane of N. maritimus. Here we elucidate the structure of the molecular machinery responsible for this process, comprising the surface layer (S-layer), using electron cryotomography and subtomogram averaging from cells. We supplemented our in situ structure of the ammonium-binding S-layer array with a single-particle electron cryomicroscopy structure, revealing detailed features of this immunoglobulin-rich and glycan-decorated S-layer. Biochemical analyses showed strong ammonium binding by the cell surface, which was lost after S-layer disassembly. Sensitive bioinformatic analyses identified similar S-layers in many ammonia-oxidizing archaea, with conserved sequence and structural characteristics. Moreover, molecular simulations and structure determination of ammonium-enriched specimens enabled us to examine the cation-binding properties of the S-layer, revealing how it concentrates ammonium ions on its cell-facing side, effectively acting as a multichannel sieve on the cell membrane. This in situ structural study illuminates the biogeochemically essential process of ammonium binding and channelling, common to many marine microorganisms that are fundamental to the nitrogen cycle.
履歴
登録2023年1月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年4月10日-
マップ公開2024年4月10日-
更新2024年6月12日-
現状2024年6月12日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_16487.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_16487.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈PostProcessed map with B-factor sharpening
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.327 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.02557
最小 - 最大-0.12001334 - 0.20476614
平均 (標準偏差)-0.00020214982 (±0.0103099905)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 265.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_16487_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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追加マップ: Full Refine3D map non-sharpened

ファイルemd_16487_additional_1.map
注釈Full Refine3D map non-sharpened
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half 1

ファイルemd_16487_half_map_1.map
注釈Half 1
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half 2

ファイルemd_16487_half_map_2.map
注釈Half 2
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Nitrosopumilus maritimus S-layer

全体名称: Nitrosopumilus maritimus S-layer
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Nitrosopumilus maritimus S-layer
    • タンパク質・ペプチド: Cell surface protein細胞膜

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超分子 #1: Nitrosopumilus maritimus S-layer

超分子名称: Nitrosopumilus maritimus S-layer / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: Nitrosopumilus maritimus S-layer C2 symmetrised
由来(天然)生物種: Nitrosopumilus maritimus SCM1 (ニトロソプミルス・マリティムス)
株: SCM1 / 細胞中の位置: extracellular

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分子 #1: Cell surface protein

分子名称: Cell surface protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Nitrosopumilus maritimus SCM1 (ニトロソプミルス・マリティムス)
株: SCM1
分子量理論値: 183.156 KDa
配列文字列: MNNEIGRKIT SLTLMTIMVA GGLTFAIPGV MPEAMAANAN LFVSAENSQF DNYMSGPQVI EVVVIDSDIN DTDEAKGEPD VTVNGKVLR MVQAVDGNWY GYFADRDQAQ IADSTATTAD SGLDFGVFCA SSSGTAALGF STTETDGIAI PITIANATAT G NGTQTGSS ...文字列:
MNNEIGRKIT SLTLMTIMVA GGLTFAIPGV MPEAMAANAN LFVSAENSQF DNYMSGPQVI EVVVIDSDIN DTDEAKGEPD VTVNGKVLR MVQAVDGNWY GYFADRDQAQ IADSTATTAD SGLDFGVFCA SSSGTAALGF STTETDGIAI PITIANATAT G NGTQTGSS SGGAITTTCA ANTLDASTAN GTINVVREAK DPVAASGSVS VGQIGLKNGT ANSGPNWPFI QLYELNPTGN VV VQYNKGG GVQSTTLTFD TVDQFAELSL DRTVFPRVSQ VHATITDLWL NIDPTDEDSW TFATNTKNTT SSFNVDTFYQ VFD ENGASG GSALTLRTTL SSLMCEDNCV LTLDVDAQSS GTPVVTIQDN GDSILTQLNA SSNTNANNAS AFGISTETAK LGTG SIPVT ITEQGPNSGV FGTYDESDKS VLKITDNAKR GTSASLDYNE TPQTILVGFS FASIDIQPVT DEWTSGQEIP VVIVD ADQN KNSRADEDLD LNNPDVTLIP ALRTGDPFTI DEGGTPSLIF TNGTNGDDSI FDTGAINNTS AGQVGNFTLN INVTRF SSA TNITSTESID TFSKRLISAQ TANSSANFDV DFAIIDLGSA TLETLKETVV DEDNTAVGFN FFNYDVRSLG ADTVSIA LL NTTGNILPWV NNDTRNVDKN NAILLVSNST NSQAYVDLTN AVSDAVYGST NTDSNVNIGF AMYFTGVGDL AAKEVIVM D FFSFGFTDDG VQSSERFANQ IIRIEAEETG DNTSTFEGSL EYVMVNQINI QDAGTFSGIT PIADDPSFIV IEDLTDEDA PRVNYNDLGA DGVTTPVSDQ EEAPSHSGVV SLNADSYKIA DTVVITVEDL DLNVDSDLID IFTVVSDNSK ATDDAVGSAT TQSLSFGEL GRLLDVTFDD VIWSTPDGAN NTATGNDSDT CSTELSNAGI TDTGLGATGF TLVETGAATG VFVGDFQIPS F WCRVSDTT TTPYTYAGDE ETTTGLDIEV NYVDFRDASG EIVEVGDSAG VRANTGSVSL DRTVYPVPFG TIADSSKAAN AA PNGRSVF PIHATGITST IDSTEELPTG DLTIHVRIND PDFDENPAGE DAMDQDNALK ISVIRGSDSV VLGYAGASER TGK IDVGGN NGTISNIRSF GEMDEIAPDA GIFELDVNIK FTDGPASAQC NSHDTLYTAL DGTTGKADTN RFDDGAASGQ EYCI LQGDI LQVEYTDPAD ASGDANTVTD SATFDLRNGV LQSDKSVYII GSDMILTLIE PDFDLDNDSA ETYDLDLIEW DSDAA TTTM GNKGVTGAAA AFDPEPTDFR ETGDSTGIFQ IVIEIPESLS NDKLERGEEI ILEYTDWGPS GSDYVGDEDE DVNLTI YTS NFGATVELDQ KVYSWTDKVY ITIVAPDHNF DSDLVDEIGE TDSDPIKVST RGFDLDNYKL VETGTDTGIF TGEVILT GF TAHDADGDGN TGDATGTTSG SGPTDGLLAT DDDDGLTVSF EFSEDETIVG SALIRWNIGE VQWLEASYPA SGTGVVRV I DPDMNLDPEA VDNFEVDVWS DSDAGGIDLT VTETNEATGI FEGTVFFTTL DESSGHRLRV SEGDTVTAEY EDNTLPDPY TTADELDITA TSLIGTVVPP LERAPAANLR TVDAFGNSLD SVSVDQQVQI SADLANGQDR EQSFAYLVQI QDANGVTVSL AWITGSLSS GQSFSPALSW IPTEAGTYTA TAFVWESVDN PTALSPPVST TVNVS

UniProtKB: Uncharacterized protein

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析サブトモグラム平均法
試料の集合状態cell

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試料調製

緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度式名称
10.0 mMC8H18N2O4SHEPES
444.9 mMNaCl塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム
20.286 mMMgSO4MgSO4
24.59 mMMgCl2MgCl2
10.2 mMCaCl2CaCl2
1.0 mMNH4ClNH4Cl
14.696 microMKH2PO4KH2PO4
7.5 microMFeNaC10H12N2O8FeNaEDTA
0.5 microMH3BO3H3BO3
0.5 microMMnCl2MnCl2
0.8 microMCoCl2CoCl2
0.1 microMNiCl2NiCl2
0.01 microMCuCl2CuCl2
0.5 microMZnSO4ZnSO4
0.15 microMNa2MoO4Na2MoO4

詳細: Modified Syntheic Crenarchaeota medium
グリッドモデル: Quantifoil R2/2 / 材質: COPPER/RHODIUM / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 詳細: 15 mA
凍結凍結剤: NITROGEN / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 283.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: absorption for 60 sec and blotted for 5 sec with blot force -10.
詳細Nitrosopumilus maritimus cells

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 70.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 5.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 2.0 µm / 倍率（補正後）: 105000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 5.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 倍率（公称値）: 105000
特殊光学系球面収差補正装置: not used / 色収差補正装置: not used / エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
温度最低: 70.0 K / 最高: 70.0 K
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-10 / 実像数: 1 / 平均露光時間: 0.9 sec. / 平均電子線量: 2.96 e/Å2 / 詳細: Dose-symmetric tilt scheme (Hagen et al)
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

抽出トモグラム数: 153 / 使用した粒子像数: 138532 / 参照モデル: None / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.0)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.0) / 詳細: RELION 4.0.0
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.0) / 使用したサブトモグラム数: 108621
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 66.19 / 当てはまり具合の基準: Best Fit
得られたモデル

PDB-8c8n:
In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Two-fold symmetry (C2)

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万見について

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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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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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