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- EMDB-24495: Cryo-EM Structure of Adeno-Associated Virus Serotype 1 with Engin... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-24495
タイトルCryo-EM Structure of Adeno-Associated Virus Serotype 1 with Engineered Peptide Domain PHP.B (AAV1-PHP.B)
マップデータAdeno-Associated Virus Serotype 1 with Engineered Peptide Domain PHP.B (AAV1-PHP.B)
試料
  • ウイルス: Adeno-associated virus - 1 (アデノ随伴ウイルス)
    • タンパク質・ペプチド: Capsid proteinカプシド
機能・相同性Phospholipase A2-like domain / Phospholipase A2-like domain / Parvovirus coat protein VP2 / Parvovirus coat protein VP1/VP2 / Parvovirus coat protein VP2 / Capsid/spike protein, ssDNA virus / T=1 icosahedral viral capsid / structural molecule activity / カプシド
機能・相同性情報
生物種Adeno-associated virus - 1 (アデノ随伴ウイルス)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.32 Å
データ登録者Fluck EC / Pumroy RA / Moiseenkova-Bell VY
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM103899 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM129357 米国
引用ジャーナル: J Virol / 年: 2021
タイトル: Context-Specific Function of the Engineered Peptide Domain of PHP.B.
著者: R Alexander Martino / Edwin C Fluck / Jacqueline Murphy / Qiang Wang / Henry Hoff / Ruth A Pumroy / Claudia Y Lee / Joshua J Sims / Soumitra Roy / Vera Y Moiseenkova-Bell / James M Wilson /
要旨: One approach to improve the utility of adeno-associated virus (AAV)-based gene therapy is to engineer the AAV capsid to (i) overcome poor transport through tissue barriers and (ii) redirect the ...One approach to improve the utility of adeno-associated virus (AAV)-based gene therapy is to engineer the AAV capsid to (i) overcome poor transport through tissue barriers and (ii) redirect the broadly tropic AAV to disease-relevant cell types. Peptide- or protein-domain insertions into AAV surface loops can achieve both engineering goals by introducing a new interaction surface on the AAV capsid. However, we understand little about the impact of insertions on capsid structure and the extent to which engineered inserts depend on a specific capsid context to function. Here, we examine insert-capsid interactions for the engineered variant AAV9-PHP.B. The 7-amino-acid peptide insert in AAV9-PHP.B facilitates transport across the murine blood-brain barrier via binding to the receptor Ly6a. When transferred to AAV1, the engineered peptide does not bind Ly6a. Comparative structural analysis of AAV1-PHP.B and AAV9-PHP.B revealed that the inserted 7-amino-acid loop is highly flexible and has remarkably little impact on the surrounding capsid conformation. Our work demonstrates that Ly6a binding requires interactions with both the PHP.B peptide and specific residues from the AAV9 HVR VIII region. An AAV1-based vector that incorporates a larger region of AAV9-PHP.B-including the 7-amino-acid loop and adjacent HVR VIII amino acids-can bind to Ly6a and localize to brain tissue. However, unlike AAV9-PHP.B, this AAV1-based vector does not penetrate the blood-brain barrier. Here we discuss the implications for AAV capsid engineering and the transfer of engineered activities between serotypes. Targeting AAV vectors to specific cellular receptors is a promising strategy for enhancing expression in target cells or tissues while reducing off-target transgene expression. The AAV9-PHP.B/Ly6a interaction provides a model system with a robust biological readout that can be interrogated to better understand the biology of AAV vectors' interactions with target receptors. In this work, we analyzed the sequence and structural features required to successfully transfer the Ly6a receptor-binding epitope from AAV9-PHP.B to another capsid of clinical interest, AAV1. We found that AAV1- and AAV9-based vectors targeted to the same receptor exhibited different brain-transduction profiles. Our work suggests that, in addition to attachment-receptor binding, the capsid context in which this binding occurs is important for a vector's performance.
履歴
登録2021年7月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年8月4日-
マップ公開2021年8月4日-
更新2021年10月6日-
現状2021年10月6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: 0.025
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.025
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7rk9
  • 表面レベル: 0.025
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 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-7rk9
  • Jmolによる作画
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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_24495.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_24495.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 421.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Adeno-Associated Virus Serotype 1 with Engineered Peptide Domain PHP.B (AAV1-PHP.B)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.87 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.025 / ムービー #1: 0.025
最小 - 最大-0.075143255 - 0.120654285
平均 (標準偏差)0.00018174619 (±0.0067386134)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ480480480
Spacing480480480
セルA=B=C: 417.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.870.870.87
M x/y/z480480480
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z417.600417.600417.600
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS480480480
D min/max/mean-0.0750.1210.000

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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 : Adeno-associated virus - 1

全体名称: Adeno-associated virus - 1 (アデノ随伴ウイルス)
要素
  • ウイルス: Adeno-associated virus - 1 (アデノ随伴ウイルス)
    • タンパク質・ペプチド: Capsid proteinカプシド

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超分子 #1: Adeno-associated virus - 1

超分子名称: Adeno-associated virus - 1 / タイプ: virus / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: AAV1-PHP.B trans plasmids with cis plasmids encoding the CB7-EGFP reporter gene to produce vectors in HEK293 cells via triple transfection.
NCBI-ID: 85106 / 生物種: Adeno-associated virus - 1 / ウイルスタイプ: SATELLITE / ウイルス・単離状態: SEROTYPE / ウイルス・エンベロープ: No / ウイルス・中空状態: No
Host system生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Capsid protein

分子名称: Capsid protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 60 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Adeno-associated virus - 1 (アデノ随伴ウイルス)
分子量理論値: 82.212859 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAADGYLPDW LEDNLSEGIR EWWDLKPGAP KPKANQQKQD DGRGLVLPGY KYLGPFNGLD KGEPVNAADA AALEHDKAYD QQLKAGDNP YLRYNHADAE FQERLQEDTS FGGNLGRAVF QAKKRVLEPL GLVEEGAKTA PGKKRPVEQS PQEPDSSSGI G KTGQQPAK ...文字列:
MAADGYLPDW LEDNLSEGIR EWWDLKPGAP KPKANQQKQD DGRGLVLPGY KYLGPFNGLD KGEPVNAADA AALEHDKAYD QQLKAGDNP YLRYNHADAE FQERLQEDTS FGGNLGRAVF QAKKRVLEPL GLVEEGAKTA PGKKRPVEQS PQEPDSSSGI G KTGQQPAK KRLNFGQTGD SESVPDPQPL GEPPATPAAV GPTTMASGGG APMADNNEGA DGVGNASGNW HCDSTWLGDR VI TTSTRTW ALPTYNNHLY KQISSASTGA SNDNHYFGYS TPWGYFDFNR FHCHFSPRDW QRLINNNWGF RPKRLNFKLF NIQ VKEVTT NDGVTTIANN LTSTVQVFSD SEYQLPYVLG SAHQGCLPPF PADVFMIPQY GYLTLNNGSQ AVGRSSFYCL EYFP SQMLR TGNNFTFSYT FEEVPFHSSY AHSQSLDRLM NPLIDQYLYY LNRTQNQSGS AQNKDLLFSR GSPAGMSVQP KNWLP GPCY RQQRVSKTKT DNNNSNFTWT GASKYNLNGR ESIINPGTAM ASHKDDEDKF FPMSGVMIFG KESAGASNTA LDNVMI TDE EEIKATNPVA TERFGTVAVN FQSSSTLAVP FKTDPATGDV HAMGALPGMV WQDRDVYLQG PIWAKIPHTD GHFHPSP LM GGFGLKNPPP QILIKNTPVP ANPPAEFSAT KFASFITQYS TGQVSVEIEW ELQKENSKRW NPEVQYTSNY AKSANVDF T VDNNGLYTEP RPIGTRYLTR PL

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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: 7.4
構成要素:
濃度式名称
137.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
2.7 mMKClpotassium chloride
10.0 mMNa2HPO4sodium phosphate dibasic
1.8 mMKH2P04potassium phosphate monobasic

詳細: Supplemented with 0.001% Pluronic F68
グリッドモデル: PELCO Ultrathin Carbon with Lacey Carbon / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: LACEY / 支持フィルム - Film thickness: 3.0 nm
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI ARCTICA
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 FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 1950 / 平均電子線量: 37.5 e/Å2
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 151543
CTF補正ソフトウェア - 名称: Gctf (ver. 1.06)
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: RELION Ab-initio model
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 3次元分類クラス数: 8 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 再構成想定した対称性 - 点群: I (正20面体型対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.32 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / 使用した粒子像数: 59346
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: REAL
得られたモデル

PDB-7rk9:
Cryo-EM Structure of Adeno-Associated Virus Serotype 1 with Engineered Peptide Domain PHP.B (AAV1-PHP.B)

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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)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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