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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-16492 | |||||||||
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タイトル | In situ structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Composite map between C2 and C6 | |||||||||
マップデータ | Composite map between C2 and C6 | |||||||||
試料 |
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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: 3.5 Å | |||||||||
データ登録者 | von Kuegelgen A / Bharat T | |||||||||
資金援助 | 英国, 2件
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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 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_16492.map.gz | 9.9 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-16492-v30.xml emd-16492.xml | 20.5 KB 20.5 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_16492.png | 241.7 KB | ||
Filedesc metadata | emd-16492.cif.gz | 8.3 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-16492 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-16492 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_16492.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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注釈 | Composite map between C2 and C6 | ||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.327 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : Nitrosopumilus maritimus S-layer
全体 | 名称: Nitrosopumilus maritimus S-layer |
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要素 |
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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 |
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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 |
-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 |
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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 |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | サブトモグラム平均法 |
試料の集合状態 | cell |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.4 構成要素:
詳細: Modified Syntheic Crenarchaeota medium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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: 15 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 |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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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, JSB) |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-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) |
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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 | アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.5 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0.0) / 詳細: Composite map between C2 and C6 / 使用したサブトモグラム数: 108621 |
詳細 | Movies collected at the scope were clustered into optics groups based on the XML meta-data of the data-collection software EPU (Thermo Fisher Scientific) using a k-means algorithm implemented in EPU_group_AFIS (https://github.com/DustinMorado/EPU_group_AFIS). Imported movies were motion-corrected, dose-weighted, and Fourier cropped (2x) with MotionCor2 implemented in RELION-3.1. Contrast transfer functions (CTFs) of the resulting motion-corrected micrographs were estimated using CTFFIND4. |
-原子モデル構築 1
精密化 | 空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 当てはまり具合の基準: Best Fit |
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得られたモデル | PDB-8c8r: |