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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-28906 | |||||||||
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タイトル | Thermoplasma acidophilum 20S proteasome - wild type bound to ZYA | |||||||||
マップデータ | T20S ZYA EM Map unsharpened | |||||||||
試料 |
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キーワード | Protease / threonine protease / endopeptidase activity / HYDROLASE | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 proteasome endopeptidase complex / proteasome core complex, beta-subunit complex / proteasome core complex, alpha-subunit complex / threonine-type endopeptidase activity / proteasomal protein catabolic process / ubiquitin-dependent protein catabolic process / endopeptidase activity / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Thermoplasma acidophilum (好酸性) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 1.94 Å | |||||||||
データ登録者 | Chuah J / Smith D | |||||||||
資金援助 | 米国, 1件
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引用 | ジャーナル: Commun Biol / 年: 2023 タイトル: High resolution structures define divergent and convergent mechanisms of archaeal proteasome activation. 著者: Janelle J Y Chuah / Matthew S Rexroad / David M Smith / 要旨: Considering the link between neurodegenerative diseases and impaired proteasome function, and the neuro-protective impact of enhanced proteasome activity in animal models, it's crucial to understand ...Considering the link between neurodegenerative diseases and impaired proteasome function, and the neuro-protective impact of enhanced proteasome activity in animal models, it's crucial to understand proteasome activation mechanisms. A hydrophobic-tyrosine-any residue (HbYX) motif on the C-termini of proteasome-activating complexes independently triggers gate-opening of the 20S core particle for protein degradation; however, the causal allosteric mechanism remains unclear. Our study employs a structurally irreducible dipeptide HbYX mimetic to investigate the allosteric mechanism of gate-opening in the archaeal proteasome. High-resolution cryo-EM structures pinpoint vital residues and conformational changes in the proteasome α-subunit implicated in HbYX-dependent activation. Using point mutations, we simulated the HbYX-bound state, providing support for our mechanistic model. We discerned four main mechanistic elements triggering gate-opening: 1) back-loop rearrangement adjacent to K66, 2) intra- and inter- α subunit conformational changes, 3) occupancy of the hydrophobic pocket, and 4) a highly conserved isoleucine-threonine pair in the 20S channel stabilizing the open and closed states, termed the "IT switch." Comparison of different complexes unveiled convergent and divergent mechanism of 20S gate-opening among HbYX-dependent and independent activators. This study delivers a detailed molecular model for HbYX-dependent 20S gate-opening, enabling the development of small molecule proteasome activators that hold promise to treat neurodegenerative diseases. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_28906.map.gz | 163.3 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-28906-v30.xml emd-28906.xml | 17.5 KB 17.5 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_28906_fsc.xml | 14.4 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_28906.png | 49.7 KB | ||
その他 | emd_28906_additional_1.map.gz emd_28906_half_map_1.map.gz emd_28906_half_map_2.map.gz | 33 MB 301.7 MB 301.7 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-28906 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-28906 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_28906_validation.pdf.gz | 857 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_28906_full_validation.pdf.gz | 856.6 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_28906_validation.xml.gz | 23.7 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_28906_validation.cif.gz | 30.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-28906 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-28906 | 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_28906.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 325 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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注釈 | T20S ZYA EM Map unsharpened | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: 0.73636 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-追加マップ: T20S ZYA Denmod Map
ファイル | emd_28906_additional_1.map | ||||||||||||
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注釈 | T20S ZYA Denmod Map | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: T20S ZYA EM Map Half A
ファイル | emd_28906_half_map_1.map | ||||||||||||
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注釈 | T20S ZYA EM Map Half A | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: T20S ZYA EM Map Half B
ファイル | emd_28906_half_map_2.map | ||||||||||||
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注釈 | T20S ZYA EM Map Half B | ||||||||||||
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 : Wild-type Thermoplasma acidophilum 20S proteasome bound to ZYA
全体 | 名称: Wild-type Thermoplasma acidophilum 20S proteasome bound to ZYA |
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要素 |
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-超分子 #1: Wild-type Thermoplasma acidophilum 20S proteasome bound to ZYA
超分子 | 名称: Wild-type Thermoplasma acidophilum 20S proteasome bound to ZYA タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2, #1 |
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由来(天然) | 生物種: Thermoplasma acidophilum (好酸性) |
分子量 | 理論値: 700 kDa/nm |
-分子 #1: Proteasome subunit alpha
分子 | 名称: Proteasome subunit alpha / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 14 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Thermoplasma acidophilum (好酸性) |
分子量 | 理論値: 25.441996 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) |
配列 | 文字列: GQMAYDRAIT VFSPDGRLFQ VEYAREAVKK GSTALGMKFA NGVLLISDKK VRSRLIEQNS IEKIQLIDDY VAAVTSGLVA DARVLVDFA RISAQQEKVT YGSLVNIENL VKRVADQMQQ YTQYGGVRPY GVSLIFAGID QIGPRLFDCD PAGTINEYKA T AIGSGKDA ...文字列: GQMAYDRAIT VFSPDGRLFQ VEYAREAVKK GSTALGMKFA NGVLLISDKK VRSRLIEQNS IEKIQLIDDY VAAVTSGLVA DARVLVDFA RISAQQEKVT YGSLVNIENL VKRVADQMQQ YTQYGGVRPY GVSLIFAGID QIGPRLFDCD PAGTINEYKA T AIGSGKDA VVSFLEREYK ENLPEKEAVT LGIKALKSSL EEGEELKAPE IASITVGNKY RIYDQEEVKK FL UniProtKB: Proteasome subunit alpha |
-分子 #2: Proteasome subunit beta
分子 | 名称: Proteasome subunit beta / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 14 / 光学異性体: LEVO / EC番号: proteasome endopeptidase complex |
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由来(天然) | 生物種: Thermoplasma acidophilum (好酸性) |
分子量 | 理論値: 22.294848 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) |
配列 | 文字列: TTTVGITLKD AVIMATERRV TMENFIMHKN GKKLFQIDTY TGMTIAGLVG DAQVLVRYMK AELELYRLQR RVNMPIEAVA TLLSNMLNQ VKYMPYMVQL LVGGIDTAPH VFSIDAAGGS VEDIYASTGS GSPFVYGVLE SQYSEKMTVD EGVDLVIRAI S AAKQRDSA ...文字列: TTTVGITLKD AVIMATERRV TMENFIMHKN GKKLFQIDTY TGMTIAGLVG DAQVLVRYMK AELELYRLQR RVNMPIEAVA TLLSNMLNQ VKYMPYMVQL LVGGIDTAPH VFSIDAAGGS VEDIYASTGS GSPFVYGVLE SQYSEKMTVD EGVDLVIRAI S AAKQRDSA SGGMIDVAVI TRKDGYVQLP TDQIESRIRK LGLIL UniProtKB: Proteasome subunit beta |
-分子 #3: N-[(benzyloxy)carbonyl]-L-tyrosyl-D-alanine
分子 | 名称: N-[(benzyloxy)carbonyl]-L-tyrosyl-D-alanine / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 14 / 式: XIB |
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分子量 | 理論値: 386.398 Da |
Chemical component information | ChemComp-XIB: |
-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 | 1 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 7.4 |
凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | TFS KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k) 検出モード: SUPER-RESOLUTION / 平均電子線量: 50.0 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 / 最大 デフォーカス(公称値): 2.4 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 1.2 µm |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
+画像解析
-原子モデル構築 1
精密化 | プロトコル: FLEXIBLE FIT |
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得られたモデル | PDB-8f7k: |