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- EMDB-18647: Cryo-EM structure of Streptococcus pneumoniae NADPH oxidase F397A... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-18647
タイトルCryo-EM structure of Streptococcus pneumoniae NADPH oxidase F397A mutant in complex with NADPH
マップデータMain map used for atomic model building and figures
試料
  • 複合体: Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH
    • タンパク質・ペプチド: FAD-binding FR-type domain-containing protein
  • リガンド: NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: water
キーワードNADPH oxidase / ROS producing / flavoprotein / heme protein / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


2 iron, 2 sulfur cluster binding / flavin adenine dinucleotide binding / oxidoreductase activity / membrane
類似検索 - 分子機能
: / FAD-binding 8 / FAD-binding domain / Oxidoreductase FAD/NAD(P)-binding / Oxidoreductase NAD-binding domain / FAD-binding domain, ferredoxin reductase-type / Ferredoxin-NADP reductase (FNR), nucleotide-binding domain / Ferredoxin reductase-type FAD binding domain profile. / Riboflavin synthase-like beta-barrel
類似検索 - ドメイン・相同性
FAD-binding FR-type domain-containing protein
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pneumoniae (肺炎レンサ球菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.64 Å
データ登録者Dubach VRA / San Segundo-Acosta P / Murphy BJ
資金援助 ドイツ, 1件
OrganizationGrant number国
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2024
タイトル: Structural and mechanistic insights into Streptococcus pneumoniae NADPH oxidase.
著者: Victor R A Dubach / Pablo San Segundo-Acosta / Bonnie J Murphy /
要旨: Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidases (NOXs) have a major role in the physiology of eukaryotic cells by mediating reactive oxygen species production. Evolutionarily distant ...Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidases (NOXs) have a major role in the physiology of eukaryotic cells by mediating reactive oxygen species production. Evolutionarily distant proteins with the NOX catalytic core have been found in bacteria, including Streptococcus pneumoniae NOX (SpNOX), which is proposed as a model for studying NOXs because of its high activity and stability in detergent micelles. We present here cryo-electron microscopy structures of substrate-free and nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)-bound SpNOX and of NADPH-bound wild-type and F397A SpNOX under turnover conditions. These high-resolution structures provide insights into the electron-transfer pathway and reveal a hydride-transfer mechanism regulated by the displacement of F397. We conducted structure-guided mutagenesis and biochemical analyses that explain the absence of substrate specificity toward NADPH and suggest the mechanism behind constitutive activity. Our study presents the structural basis underlying SpNOX enzymatic activity and sheds light on its potential in vivo function.
履歴
登録2023年10月12日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年7月24日-
マップ公開2024年7月24日-
更新2024年7月31日-
現状2024年7月31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_18647.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_18647.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 38.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Main map used for atomic model building and figures
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.11 Å/pix.
x 216 pix.
= 240.667 Å		1.11 Å/pix.
x 216 pix.
= 240.667 Å		1.11 Å/pix.
x 216 pix.
= 240.667 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.1142 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.596
最小 - 最大-3.6757724 - 5.956163
平均 (標準偏差)0.00041987997 (±0.09912834)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ216216216
Spacing216216216
セルA=B=C: 240.6672 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_18647_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: Raw unsharp map obtained after merging the half maps

ファイルemd_18647_additional_1.map
注釈Raw unsharp map obtained after merging the half maps
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 map A used during refinement and FSC...

ファイルemd_18647_half_map_1.map
注釈Half map A used during refinement and FSC gold standard resolution estimation.
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 map B used during refinement and FSC...

ファイルemd_18647_half_map_2.map
注釈Half map B used during refinement and FSC gold standard resolution estimation.
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 : Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH

全体名称: Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH
要素
  • 複合体: Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH
    • タンパク質・ペプチド: FAD-binding FR-type domain-containing protein
  • リガンド: NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: water

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超分子 #1: Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH

超分子名称: Protein-substrate complex of NADPH oxidase with NADPH
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Streptococcus pneumoniae (肺炎レンサ球菌)
分子量理論値: 46 KDa

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分子 #1: FAD-binding FR-type domain-containing protein

分子名称: FAD-binding FR-type domain-containing protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Streptococcus pneumoniae (肺炎レンサ球菌)
分子量理論値: 45.984457 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: EFSMKSVKGL LFIIASFILT LLTWMNTSPQ FMIPGLALTS LSLTFILATR LPLLESWFHS LEKVYTVHKF TAFLSIILLI FHNFSMGGL WGSRLAAQFG NLAIYIFASI ILVAYLGKYI QYEAWRWIHR LVYLAYILGL FHIYMIMGNR LLTFNLLSFL V GSYALLGL ...文字列:
EFSMKSVKGL LFIIASFILT LLTWMNTSPQ FMIPGLALTS LSLTFILATR LPLLESWFHS LEKVYTVHKF TAFLSIILLI FHNFSMGGL WGSRLAAQFG NLAIYIFASI ILVAYLGKYI QYEAWRWIHR LVYLAYILGL FHIYMIMGNR LLTFNLLSFL V GSYALLGL LAGFYIIFLY QKISFPYLGK ITHLKRLNHD TREIQIHLSR PFNYQSGQFA FLKIFQEGFE SAPHPFSISG GH GQTLYFT VKTSGDHTKN IYDNLQAGSK VTLDRAYGHM IIEEGRENQV WIAGGIGITP FISYIREHPI LDKQVHFYYS FRG DENAVY LDLLRNYAQK NPNFELHLID STKDGYLNFE QKEVPEHATV YMCGPISMMK ALAKQIKKQN PKTELIYEGA KFK

UniProtKB: FAD-binding FR-type domain-containing protein

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分子 #2: NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE

分子名称: NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE
タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 1 / 式: NDP
分子量理論値: 745.421 Da
Chemical component information

ChemComp-NDP:
NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / NADPH

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分子 #3: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE

分子名称: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: FAD
分子量理論値: 785.55 Da
Chemical component information

ChemComp-FAD:
FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FAD / FAD*YM

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分子 #4: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

分子名称: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: HEM
分子量理論値: 616.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

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分子 #5: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 27 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度6 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
250.0 mMNaClsodium chloride
50.0 mMTris-HClTris-HCl
0.002 %LMNGLauryl Maltose Neopentyl Glycol
1.0 mMFADFlavin-adenine-dinucleotide
5.0 mMNADPHNicotinamide adenine dinucleotide phosphate
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 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: 90 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 4 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: TFS Selectris X / エネルギーフィルター - スリット幅: 10 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 45181 / 平均露光時間: 4.0 sec. / 平均電子線量: 70.0 e/Å2
詳細: Movies were collected in EER format. Hole selection was done with help from plasmon imaging (WJH Hagen, 2022). 2 grids were imaged over the course of 4 independent microscope sessions.
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: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.1 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 µm
倍率（公称値）: 215000
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
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Movies were collected in EER format and not gain corrected
粒子像選択選択した数: 13817533
詳細: These are the combined picked particles from a topaz model and a crYOLO model and contain duplicate particles
初期モデルモデルのタイプ: NONE
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: 2.64 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
詳細: Final refinement was local refinement in cryoSPARC 4.1 with a mask excluding the detergent micelle
使用した粒子像数: 546234
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類クラス数: 2 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: Other / Chain - Initial model type: experimental model
詳細: Initial model was the previousy resolved WT protein with NADPH bound
詳細Initial model was fit using ChimeraX and refined with Coot and PHENIX
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
当てはまり具合の基準: Cross-correlation coefficient
得られたモデル

PDB-8qta:
Cryo-EM structure of Streptococcus pneumoniae NADPH oxidase F397A mutant in complex with NADPH

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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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