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万見
- EMDB-23869: Cryo-EM structure of cortical microtubule from Toxoplasma gondii ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23869
タイトルCryo-EM structure of cortical microtubule from Toxoplasma gondii (with TrxL2)
マップデータComposite map of T. gondii cortical microtubule (with TrxL2)
試料
  • 複合体: cortical microtubule with associated MIPs
    • タンパク質・ペプチド: Microtubule associated protein SPM1
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta chain
    • タンパク質・ペプチド: PDI family protein
    • タンパク質・ペプチド: PDI family protein
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
機能・相同性
機能・相同性情報


microtubule-based process / 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 / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / mitotic cell cycle / microtubule / hydrolase activity / GTPase activity / GTP binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Stabilizer of axonemal microtubules 1/2 / Thioredoxin-like / Thioredoxin-like fold / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain ...Stabilizer of axonemal microtubules 1/2 / Thioredoxin-like / Thioredoxin-like fold / 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 / Thioredoxin-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
PDI family protein / Microtubule associated protein SPM1 / Tubulin beta chain / Tubulin alpha chain / PDI family protein
類似検索 - 構成要素
生物種Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Wang X / Brown A / Sibley LD / Zhang R
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI034036 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Cryo-EM structure of cortical microtubules from human parasite Toxoplasma gondii identifies their microtubule inner proteins.
著者: Xiangli Wang / Yong Fu / Wandy L Beatty / Meisheng Ma / Alan Brown / L David Sibley / Rui Zhang /
要旨: In living cells, microtubules (MTs) play pleiotropic roles, which require very different mechanical properties. Unlike the dynamic MTs found in the cytoplasm of metazoan cells, the specialized ...In living cells, microtubules (MTs) play pleiotropic roles, which require very different mechanical properties. Unlike the dynamic MTs found in the cytoplasm of metazoan cells, the specialized cortical MTs from Toxoplasma gondii, a prevalent human pathogen, are extraordinarily stable and resistant to detergent and cold treatments. Using single-particle cryo-EM, we determine their ex vivo structure and identify three proteins (TrxL1, TrxL2 and SPM1) as bona fide microtubule inner proteins (MIPs). These three MIPs form a mesh on the luminal surface and simultaneously stabilize the tubulin lattice in both longitudinal and lateral directions. Consistent with previous observations, deletion of the identified MIPs compromises MT stability and integrity under challenges by chemical treatments. We also visualize a small molecule like density at the Taxol-binding site of β-tubulin. Our results provide the structural basis to understand the stability of cortical MTs and suggest an evolutionarily conserved mechanism of MT stabilization from the inside.
履歴
登録2021年4月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年6月2日-
マップ公開2021年6月2日-
更新2021年6月9日-
現状2021年6月9日処理サイト: RCSB / 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: 0.15
  • 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: 0.15
  • 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-7miz
  • 表面レベル: 0.15
  • 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-7miz
  • 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_23869.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_23869.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Composite map of T. gondii cortical microtubule (with TrxL2)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.096 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.1 / ムービー #1: 0.15
最小 - 最大0.0 - 2.227997
平均 (標準偏差)0.0144168055 (±0.08099435)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 438.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0961.0961.096
M x/y/z400400400
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z438.400438.400438.400
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ1219875
NX/NY/NZ141223232
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS400400400
D min/max/mean0.0002.2280.014

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添付データ

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追加マップ: Unsharpened composite map of T. gondii cortical microtubule...

ファイルemd_23869_additional_1.map
注釈Unsharpened composite map of T. gondii cortical microtubule (with TrxL2)
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: B-factor sharpened composite map of T. gondii cortical...

ファイルemd_23869_additional_2.map
注釈B-factor sharpened composite map of T. gondii cortical microtubule (with TrxL2)
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 : cortical microtubule with associated MIPs

全体名称: cortical microtubule with associated MIPs
要素
  • 複合体: cortical microtubule with associated MIPs
    • タンパク質・ペプチド: Microtubule associated protein SPM1
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta chain
    • タンパク質・ペプチド: PDI family protein
    • タンパク質・ペプチド: PDI family protein
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

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超分子 #1: cortical microtubule with associated MIPs

超分子名称: cortical microtubule with associated MIPs / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)

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分子 #1: Microtubule associated protein SPM1

分子名称: Microtubule associated protein SPM1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 24 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
分子量理論値: 38.84575 KDa
配列文字列: MSGGNSNTPK KLPSEEGSDY GYPQKPQKYL PKSEQAEPDY SACCKGNDAY KGASHGTVQF SHPEEAQKYA GAAAGAETIQ RGRERVAAD RQPRAAGDVP ARRLHLSDVD EAHRGQSPSR HPGYCVEELC TCGMHKCIPS RAPVPFTGST QYRQEFVPKP L PPPTQVSQ ...文字列:
MSGGNSNTPK KLPSEEGSDY GYPQKPQKYL PKSEQAEPDY SACCKGNDAY KGASHGTVQF SHPEEAQKYA GAAAGAETIQ RGRERVAAD RQPRAAGDVP ARRLHLSDVD EAHRGQSPSR HPGYCVEELC TCGMHKCIPS RAPVPFTGST QYRQEFVPKP L PPPTQVSQ VTLPPSLPFE AESSYRTEFV AKPLPPPAKF SEVKLPPTLP FHGESAYRTD YVPKPLPEVA KPVEVKLPPT LP FNAQSCY RSEYVAKPLP PPVQTVEVKL PPSLPFEGST HYRDEFQVKP LPPATKVTEV KLPPSLPFDA TSMYRSDYVA KSN PICPVS KLPQYPAATY PQNHVFWDPD TKQWY

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分子 #2: Tubulin alpha chain

分子名称: Tubulin alpha chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 26 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
分子量理論値: 50.166645 KDa
配列文字列: MREVISIHVG QAGIQIGNAC WELFCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDAFN TFFSETGAGK HVPRCVFLDL EPTVVDEVRT GTYRHLFHP EQLISGKEDA ANNFARGHYT IGKEIVDLSL DRIRKLADNC TGLQGFLMFN AVGGGTGSGL GCLLLERLSV D YGKKSKLN ...文字列:
MREVISIHVG QAGIQIGNAC WELFCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDAFN TFFSETGAGK HVPRCVFLDL EPTVVDEVRT GTYRHLFHP EQLISGKEDA ANNFARGHYT IGKEIVDLSL DRIRKLADNC TGLQGFLMFN AVGGGTGSGL GCLLLERLSV D YGKKSKLN FCSWPSPQVS TAVVEPYNSV LSTHSLLEHT DVAVMLDNEA IYDICRRNLD IERPTYTNLN RLIAQVISSL TA SLRFDGA LNVDVTEFQT NLVPYPRIHF MLSSYAPIIS AEKAYHEQLS VAEITNSAFE PASMMAKCDP RHGKYMACCL MYR GDVVPK DVNAAVATIK TKRTIQFVDW CPTGFKCGIN YQPPTVVPGG DLAKVMRAVC MISNSTAIAE VFSRMDHKFD LMYA KRAFV HWYVGEGMEE GEFSEAREDL AALEKDYEEV GIETAEGEGE EEGYGDEY

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分子 #3: Tubulin beta chain

分子名称: Tubulin beta chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 26 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
分子量理論値: 50.119121 KDa
配列文字列: MREIVHVQGG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGTYCGDS DLQLERINVF YNEATGGRFV PRAILMDLEP GTMDSVRAGP FGQLFRPDN FVFGQTGAGN NWAKGHYTEG AELIDSVLDV VRKEAEGCDC LQGFQITHSL GGGTGSGMGT LLISKVREEY P DRIMETFS ...文字列:
MREIVHVQGG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGTYCGDS DLQLERINVF YNEATGGRFV PRAILMDLEP GTMDSVRAGP FGQLFRPDN FVFGQTGAGN NWAKGHYTEG AELIDSVLDV VRKEAEGCDC LQGFQITHSL GGGTGSGMGT LLISKVREEY P DRIMETFS VFPSPKVSDT VVEPYNATLS VHQLVENADE VQVIDNEALY DICFRTLKLT TPTYGDLNHL VSAAMSGVTC CL RFPGQLN SDLRKLAVNL IPFPRLHFFL IGFAPLTSRG SQQYRALSVP ELTQQMFDAK NMMCASDPRH GRYLTASAMF RGR MSTKEV DEQMLNVQNK NSSYFVEWIP NNMKSSVCDI PPKGLKMSVT FVGNSTAIQE MFKRVSDQFT AMFRRKAFLH WYTG EGMDE MEFTEAESNM NDLVSEYQQY QDATAEEEGE FDEEEGEMGA EEGA

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分子 #4: PDI family protein

分子名称: PDI family protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 20 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
分子量理論値: 24.939332 KDa
配列文字列: MSQPVFASPL NVEKRRLNEE RALMQAQKAG GEGVNIQLPP NYGDMDLILF PEGSLKNSNN TVIPQSHLKG KSVALYFADG ADPKCASLL PFLLNYYRTM NEGGANQKIE IIFVSLDRDR EAFESHRAHM PWLSIDLENP LTEILKRHFR VMKEYEVPTY G YGSRTGVP ...文字列:
MSQPVFASPL NVEKRRLNEE RALMQAQKAG GEGVNIQLPP NYGDMDLILF PEGSLKNSNN TVIPQSHLKG KSVALYFADG ADPKCASLL PFLLNYYRTM NEGGANQKIE IIFVSLDRDR EAFESHRAHM PWLSIDLENP LTEILKRHFR VMKEYEVPTY G YGSRTGVP SVIVIGSDGR EAQFLPICSG LEEGDRALLR WDWRNTKFAS DQFHVRPTLL EQ

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分子 #5: PDI family protein

分子名称: PDI family protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Toxoplasma gondii (トキソプラズマ)
分子量理論値: 21.687934 KDa
配列文字列: MLAADCFFGP DVVKRTQQGN YVPVRPDHFA GVSVALFFAK AGHSKCAQIV PVVRQFYKTT NFSGEKAVIE IIYVSLDKDE QDFERVRAL MPWCSVEYKS CLRKKLIERY RVPNGELAFG TVRIPSTAIP LLIVIGPNGE EAGRMNFQQS DEFVLQRWDY R FNKWPGSA ...文字列:
MLAADCFFGP DVVKRTQQGN YVPVRPDHFA GVSVALFFAK AGHSKCAQIV PVVRQFYKTT NFSGEKAVIE IIYVSLDKDE QDFERVRAL MPWCSVEYKS CLRKKLIERY RVPNGELAFG TVRIPSTAIP LLIVIGPNGE EAGRMNFQQS DEFVLQRWDY R FNKWPGSA QRLRTLNDAT DPWKKRLPQN V

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分子 #6: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 26 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #7: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 26 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #8: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 26 / 式: GDP
分子量理論値: 443.201 Da
Chemical component information

ChemComp-GDP:
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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filament

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試料調製

緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: Quantifoil R2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 289 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: blot for 4 seconds with a blot force of -15.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 9231 / 平均露光時間: 9.0 sec. / 平均電子線量: 63.7 e/Å2
詳細: Images were collected in counting mode, with an exposure rate of 8.5 electrons/pixel/s on the detector camera.
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系最小 デフォーカス（補正後）: 1.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 0.01 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 倍率（公称値）: 105000
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

粒子像選択選択した数: 536132
詳細: Cortical MTs were manually picked from the motion-corrected micrographs using the APPION image-processing suite. The selected MT segments were computationally cut into overlapping boxes ...詳細: Cortical MTs were manually picked from the motion-corrected micrographs using the APPION image-processing suite. The selected MT segments were computationally cut into overlapping boxes (512x512 pixels) with an 8-nm non-overlapping region (step size) between adjacent boxes (corresponding to the length of a tubulin heterodimer). We refer to these boxed images as 8-nm MT particles.
CTF補正ソフトウェア: (名称: Gctf (ver. 1.18), RELION (ver. 3.1), cryoSPARC (ver. 2.15))
詳細: CTF amplitude correction was performed as part of the 3D reconstruction.
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
詳細: We used 13- and 14-protofilament bovine GMPCPP-MTs as the initial models, and performed multi-reference sorting of all the 8-nm MT particles using EMAN1.
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 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. 3.1), cryoSPARC (ver. 2.15))
使用した粒子像数: 220139
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
Projection matching processing - Number reference projections: 300
Projection matching processing - Angular sampling: 3.0 degrees
ソフトウェア - 名称: EMAN (ver. 1.9)
詳細: The classification result indicated that T. Gondii cortical MTs are exclusively 13-protofilament MTs.
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
詳細: Next, we performed single-reference refinement using Refine3D in RELION-3 software with global search of alignment parameters. The structure gradually converged to a 13-protofilament MT with ...詳細: Next, we performed single-reference refinement using Refine3D in RELION-3 software with global search of alignment parameters. The structure gradually converged to a 13-protofilament MT with 3-start helix and only one seam.
最終 3次元分類クラス数: 2 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
詳細: To separate the particles with and without TrxL2, we signal-subtracted the tubulin densities from the raw particle images using Particle subtraction in RELION-3, and then performed 3D ...詳細: To separate the particles with and without TrxL2, we signal-subtracted the tubulin densities from the raw particle images using Particle subtraction in RELION-3, and then performed 3D classification with a soft-edged cylindrical mask covering only the TrxL2 densities at either site x or y. For each site, the 3D classification was able to produce two clean classes, corresponding to the bound and unbound states of TrxL2.

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原子モデル構築 1

初期モデル(PDB ID:

4fyu

,

6u42

,

3jas

)
詳細Secondary structure, Ramachandran, and rotamer restraints were applied during refinement. The nonbonded_weight value was set to 500 to reduce the clashes between atoms.
精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-7miz:
Atomic structure of cortical microtubule from Toxoplasma gondii

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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://pdbjlvh1.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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