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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-24943 | ||||||||||||
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タイトル | Structure of a monomeric photosystem II core complex from a cyanobacterium acclimated to far-red light | ||||||||||||
マップデータ | Monomeric photosystem II core complex from, sharpened | ||||||||||||
試料 |
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キーワード | Photosystem II / far-red light photoacclimation / chlorophyll f / chlorophyll d / bicarbonate / photoactivation / photosynthesis / cyanobacteria | ||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 oxygen evolving activity / photosystem II reaction center / photosystem II / photosynthetic electron transport chain / response to herbicide / photosystem II / photosynthetic electron transport in photosystem II / chlorophyll binding / plasma membrane-derived thylakoid membrane / electron transporter, transferring electrons within the cyclic electron transport pathway of photosynthesis activity ...oxygen evolving activity / photosystem II reaction center / photosystem II / photosynthetic electron transport chain / response to herbicide / photosystem II / photosynthetic electron transport in photosystem II / chlorophyll binding / plasma membrane-derived thylakoid membrane / electron transporter, transferring electrons within the cyclic electron transport pathway of photosynthesis activity / photosynthesis / electron transfer activity / iron ion binding / heme binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | Synechococcus sp. PCC 7335 (バクテリア) | ||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.25 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Gisriel CJ / Bryant DA | ||||||||||||
資金援助 | 米国, 3件
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引用 | ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2022 タイトル: Structure of a monomeric photosystem II core complex from a cyanobacterium acclimated to far-red light reveals the functions of chlorophylls d and f. 著者: Christopher J Gisriel / Gaozhong Shen / Ming-Yang Ho / Vasily Kurashov / David A Flesher / Jimin Wang / William H Armstrong / John H Golbeck / Marilyn R Gunner / David J Vinyard / Richard J ...著者: Christopher J Gisriel / Gaozhong Shen / Ming-Yang Ho / Vasily Kurashov / David A Flesher / Jimin Wang / William H Armstrong / John H Golbeck / Marilyn R Gunner / David J Vinyard / Richard J Debus / Gary W Brudvig / Donald A Bryant / 要旨: Far-red light (FRL) photoacclimation in cyanobacteria provides a selective growth advantage for some terrestrial cyanobacteria by expanding the range of photosynthetically active radiation to include ...Far-red light (FRL) photoacclimation in cyanobacteria provides a selective growth advantage for some terrestrial cyanobacteria by expanding the range of photosynthetically active radiation to include far-red/near-infrared light (700-800 nm). During this photoacclimation process, photosystem II (PSII), the water:plastoquinone photooxidoreductase involved in oxygenic photosynthesis, is modified. The resulting FRL-PSII is comprised of FRL-specific core subunits and binds chlorophyll (Chl) d and Chl f molecules in place of several of the Chl a molecules found when cells are grown in visible light. These new Chls effectively lower the energy canonically thought to define the "red limit" for light required to drive photochemical catalysis of water oxidation. Changes to the architecture of FRL-PSII were previously unknown, and the positions of Chl d and Chl f molecules had only been proposed from indirect evidence. Here, we describe the 2.25 Å resolution cryo-EM structure of a monomeric FRL-PSII core complex from Synechococcus sp. PCC 7335 cells that were acclimated to FRL. We identify one Chl d molecule in the Chl position of the electron transfer chain and four Chl f molecules in the core antenna. We also make observations that enhance our understanding of PSII biogenesis, especially on the acceptor side of the complex where a bicarbonate molecule is replaced by a glutamate side chain in the absence of the assembly factor Psb28. In conclusion, these results provide a structural basis for the lower energy limit required to drive water oxidation, which is the gateway for most solar energy utilization on earth. | ||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_24943.map.gz | 14.6 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-24943-v30.xml emd-24943.xml | 27.3 KB 27.3 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_24943_fsc.xml | 13.6 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_24943.png | 56 KB | ||
Filedesc metadata | emd-24943.cif.gz | 7.7 KB | ||
その他 | emd_24943_additional_1.map.gz | 171.1 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-24943 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-24943 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_24943_validation.pdf.gz | 388.8 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_24943_full_validation.pdf.gz | 388.4 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_24943_validation.xml.gz | 13.5 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_24943_validation.cif.gz | 18.2 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-24943 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-24943 | 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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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_24943.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | Monomeric photosystem II core complex from, sharpened | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.825 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-追加マップ: Monomeric photosystem II core complex from, unsharpened
ファイル | emd_24943_additional_1.map | ||||||||||||
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注釈 | Monomeric photosystem II core complex from, unsharpened | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
+全体 : Monomeric photosystem II from cyanobacteria acclimated to far-red...
+超分子 #1: Monomeric photosystem II from cyanobacteria acclimated to far-red...
+分子 #1: Photosystem q(B) protein
+分子 #2: Photosystem II CP47 reaction center protein
+分子 #3: Photosystem II CP43 reaction center protein
+分子 #4: Photosystem II D2 protein
+分子 #5: Cytochrome b559 subunit alpha
+分子 #6: Cytochrome b559 subunit beta
+分子 #7: Photosystem II reaction center protein I
+分子 #8: Photosystem II reaction center protein K
+分子 #9: Unknown
+分子 #10: CALCIUM ION
+分子 #11: CHLORIDE ION
+分子 #12: CHLOROPHYLL A
+分子 #13: CHLOROPHYLL D
+分子 #14: PHEOPHYTIN A
+分子 #15: BETA-CAROTENE
+分子 #16: DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE
+分子 #17: Chlorophyll F
+分子 #18: DIGALACTOSYL DIACYL GLYCEROL (DGDG)
+分子 #19: 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE
+分子 #20: FE (II) ION
+分子 #21: 2,3-DIMETHYL-5-(3,7,11,15,19,23,27,31,35-NONAMETHYL-2,6,10,14,18,...
+分子 #22: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE
+分子 #23: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
+分子 #24: water
-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 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 3 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 6.5 |
グリッド | モデル: C-flat-2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 詳細: 25 mA |
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 |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 40.8 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 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 |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |