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万見
- EMDB-2077: Electron cryo-microscopy of microtubule-bound human kinesin-5 mot... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-2077
タイトルElectron cryo-microscopy of microtubule-bound human kinesin-5 motor domain in AMPPNP state.
マップデータ3D reconstruction of microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP bound in the nucleotide-binding site
試料
  • 試料: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP
  • タンパク質・ペプチド: alpha-beta tubulin dimer
  • タンパク質・ペプチド: Kinesin-5 motor domain
キーワードcancer / electron cryo-microscopy / kinesin / microtubule / mitosis
機能・相同性
機能・相同性情報


spindle elongation / regulation of mitotic centrosome separation / plus-end-directed microtubule motor activity / Kinesins / mitotic centrosome separation / positive regulation of axon guidance / kinesin complex / microtubule motor activity / spindle organization / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic ...spindle elongation / regulation of mitotic centrosome separation / plus-end-directed microtubule motor activity / Kinesins / mitotic centrosome separation / positive regulation of axon guidance / kinesin complex / microtubule motor activity / spindle organization / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / microtubule-based movement / mitotic spindle assembly / microtubule-based process / MHC class II antigen presentation / mitotic spindle organization / structural constituent of cytoskeleton / mitotic spindle / microtubule cytoskeleton organization / spindle pole / spindle / microtubule cytoskeleton / mitotic cell cycle / nervous system development / microtubule binding / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / hydrolase activity / protein heterodimerization activity / cell division / GTPase activity / protein kinase binding / GTP binding / protein-containing complex / ATP binding / nucleus / membrane / metal ion binding / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Kinesin-associated microtubule-binding domain / Kinesin-associated microtubule-binding / : / : / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain ...Kinesin-associated microtubule-binding domain / Kinesin-associated microtubule-binding / : / : / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Kinesin-like protein KIF11 / Tubulin alpha-1D chain / Tubulin beta-2B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Bos taurus (ウシ) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 9.7 Å
データ登録者Goulet A / Behnke-Parks WM / Sindelar C / Rosenfeld S / Moores C
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2012
タイトル: The structural basis of force generation by the mitotic motor kinesin-5.
著者: Adeline Goulet / William M Behnke-Parks / Charles V Sindelar / Jennifer Major / Steven S Rosenfeld / Carolyn A Moores /
要旨: Kinesin-5 is required for forming the bipolar spindle during mitosis. Its motor domain, which contains nucleotide and microtubule binding sites and mechanical elements to generate force, has evolved ...Kinesin-5 is required for forming the bipolar spindle during mitosis. Its motor domain, which contains nucleotide and microtubule binding sites and mechanical elements to generate force, has evolved distinct properties for its spindle-based functions. In this study, we report subnanometer resolution cryoelectron microscopy reconstructions of microtubule-bound human kinesin-5 before and after nucleotide binding and combine this information with studies of the kinetics of nucleotide-induced neck linker and cover strand movement. These studies reveal coupled, nucleotide-dependent conformational changes that explain many of this motor's properties. We find that ATP binding induces a ratchet-like docking of the neck linker and simultaneous, parallel docking of the N-terminal cover strand. Loop L5, the binding site for allosteric inhibitors of kinesin-5, also undergoes a dramatic reorientation when ATP binds, suggesting that it is directly involved in controlling nucleotide binding. Our structures indicate that allosteric inhibitors of human kinesin-5, which are being developed as anti-cancer therapeutics, bind to a motor conformation that occurs in the course of normal function. However, due to evolutionarily defined sequence variations in L5, this conformation is not adopted by invertebrate kinesin-5s, explaining their resistance to drug inhibition. Together, our data reveal the precision with which the molecular mechanism of kinesin-5 motors has evolved for force generation.
履歴
登録2012年4月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2012年5月17日-
マップ公開2012年11月21日-
更新2013年1月9日-
現状2013年1月9日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 1.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 1.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-4aqv
  • 表面レベル: 1.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-4aqv
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_2077.jpg

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_2077.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 348.6 KB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈3D reconstruction of microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP bound in the nucleotide-binding site
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.)
2.8 Å/pix.
x 45 pix.
= 126. Å		2.8 Å/pix.
x 45 pix.
= 126. Å		2.8 Å/pix.
x 45 pix.
= 126. 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: 2.8 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: 1.1 / ムービー #1: 1.1
最小 - 最大-6.57703495 - 8.06319046
平均 (標準偏差)0.08032296 (±1.81039548)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ454545
Spacing454545
セルA=B=C: 126.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.82.82.8
M x/y/z454545
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z126.000126.000126.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ128128168
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS454545
D min/max/mean-6.5778.0630.080

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain w...

全体名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP
要素
  • 試料: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP
  • タンパク質・ペプチド: alpha-beta tubulin dimer
  • タンパク質・ペプチド: Kinesin-5 motor domain

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超分子 #1000: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain w...

超分子名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-5 motor domain with AMPPNP
タイプ: sample / ID: 1000
集合状態: 13-protofilament microtubule with one kineisn-5 motor domain bound every tubulin heterodimers
Number unique components: 2

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分子 #1: alpha-beta tubulin dimer

分子名称: alpha-beta tubulin dimer / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 集合状態: heterodimer / 組換発現: No / データベース: NCBI
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ) / 別称: Cattle / 組織: brain

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分子 #2: Kinesin-5 motor domain

分子名称: Kinesin-5 motor domain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 集合状態: monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 別称: Human
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換プラスミド: pet21a

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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

緩衝液pH: 6.8 / 詳細: 80 mM PIPES, 5 mM MgCl2, 1 mM EGTA, 5mM AMPPNP
グリッド詳細: 400 mesh holey carbon grids
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / 装置: FEI VITROBOT MARK I / 手法: chamber at 24 degrees C, blot 2.5 sec

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI F20
温度平均: 90 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 150,000 times magnification
日付2011年1月10日
撮影カテゴリ: FILM / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM / デジタル化 - スキャナー: ZEISS SCAI / デジタル化 - サンプリング間隔: 7 µm / 実像数: 46 / 平均電子線量: 18 e/Å2 / ビット/ピクセル: 8
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.0 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.7 µm / 倍率（公称値）: 50000
試料ステージ試料ホルダーモデル: GATAN LIQUID NITROGEN
実験機器
モデル: Tecnai F20 / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細The particles were selected along individual microtubules.
CTF補正詳細: FREALIGN
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 9.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: SPIDER, FREALIGN
詳細: Approximately 50,000 asymmetric units were averaged in the final reconstruction.
使用した粒子像数: 3587

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

3hqd


Chain - Chain ID: A
ソフトウェア名称: Chimera, FlexEM
詳細Protocol: rigid body then flexible fitting. The domain was fitted as a rigid body. The N-terminal residues 6 to 16 were built in the EM map and the final model was refined by flexible fitting.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: cross-correlation
得られたモデル

PDB-4aqv:
Model of human kinesin-5 motor domain (3HQD) and mammalian tubulin heterodimer (1JFF) docked into the 9.7-angstrom cryo-EM map of microtubule-bound kinesin-5 motor domain in the AMPPPNP state.

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原子モデル構築 2

初期モデルPDB ID:

1jff


Chain - #0 - Chain ID: A / Chain - #1 - Chain ID: B
ソフトウェア名称: Chimera
詳細Protocol: rigid body. alpha- and b-tubulin were separately fitted.
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
得られたモデル

PDB-4aqv:
Model of human kinesin-5 motor domain (3HQD) and mammalian tubulin heterodimer (1JFF) docked into the 9.7-angstrom cryo-EM map of microtubule-bound kinesin-5 motor domain in the AMPPPNP state.

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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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