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万見
- EMDB-33294: Cryo-EM structure of Cytochrome bo3 from Escherichia coli, the st... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-33294
タイトルCryo-EM structure of Cytochrome bo3 from Escherichia coli, the structure complexed with an allosteric inhibitor N4
マップデータ
試料
  • 複合体: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase
    • タンパク質・ペプチド: Ubiquinol oxidase subunit 2
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
  • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1
  • リガンド: HEME O
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: COPPER (II) ION
  • リガンド: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine
  • リガンド: methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-benzothiophene-2-carboxylate
  • リガンド: UNKNOWN ATOM OR ION
キーワードrespiratory enzyme / membrane protein / heme protein / allosteric inhibitor / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


cytochrome o ubiquinol oxidase complex / oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / proton transmembrane transporter activity / : / ubiquinone binding ...cytochrome o ubiquinol oxidase complex / oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / proton transmembrane transporter activity / : / ubiquinone binding / electron transport coupled proton transport / ATP synthesis coupled electron transport / aerobic respiration / respiratory electron transport chain / electron transfer activity / copper ion binding / heme binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II / Ubiquinol oxidase subunit 2, cupredoxin domain ...Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II / Ubiquinol oxidase subunit 2, cupredoxin domain / Cytochrome c oxidase subunit III / Cytochrome c oxidase subunit III-like / Cytochrome c oxidase, subunit III, 4-helical bundle / Cytochrome c oxidase subunit III / Heme-copper oxidase subunit III family profile. / Cytochrome c oxidase subunit III-like superfamily / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain / Cytochrome oxidase subunit II transmembrane region profile. / Cytochrome c/quinol oxidase subunit II / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain superfamily / Cytochrome c oxidase, subunit I, copper-binding site / Heme-copper oxidase catalytic subunit, copper B binding region signature. / Cytochrome c oxidase-like, subunit I domain / Cytochrome oxidase subunit I profile. / Cytochrome c oxidase subunit I / Cytochrome c oxidase-like, subunit I superfamily / Cytochrome C and Quinol oxidase polypeptide I / Cytochrome C oxidase subunit II, periplasmic domain / Cytochrome c oxidase subunit II-like C-terminal / Cytochrome oxidase subunit II copper A binding domain profile. / Cupredoxin / Prokaryotic membrane lipoprotein lipid attachment site profile.
類似検索 - ドメイン・相同性
Ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.99 Å
データ登録者Nishida Y / Shigematsu H / Iwamoto T / Takashima S / Shintani Y
資金援助 日本, 2件
OrganizationGrant number国
Japan Science and TechnologyJPMJCR14M2 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP19im0210617 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Identifying antibiotics based on structural differences in the conserved allostery from mitochondrial heme-copper oxidases.
著者: Yuya Nishida / Sachiko Yanagisawa / Rikuri Morita / Hideki Shigematsu / Kyoko Shinzawa-Itoh / Hitomi Yuki / Satoshi Ogasawara / Ken Shimuta / Takashi Iwamoto / Chisa Nakabayashi / Waka ...著者: Yuya Nishida / Sachiko Yanagisawa / Rikuri Morita / Hideki Shigematsu / Kyoko Shinzawa-Itoh / Hitomi Yuki / Satoshi Ogasawara / Ken Shimuta / Takashi Iwamoto / Chisa Nakabayashi / Waka Matsumura / Hisakazu Kato / Chai Gopalasingam / Takemasa Nagao / Tasneem Qaqorh / Yusuke Takahashi / Satoru Yamazaki / Katsumasa Kamiya / Ryuhei Harada / Nobuhiro Mizuno / Hideyuki Takahashi / Yukihiro Akeda / Makoto Ohnishi / Yoshikazu Ishii / Takashi Kumasaka / Takeshi Murata / Kazumasa Muramoto / Takehiko Tosha / Yoshitsugu Shiro / Teruki Honma / Yasuteru Shigeta / Minoru Kubo / Seiji Takashima / Yasunori Shintani /
要旨: Antimicrobial resistance (AMR) is a global health problem. Despite the enormous efforts made in the last decade, threats from some species, including drug-resistant Neisseria gonorrhoeae, continue to ...Antimicrobial resistance (AMR) is a global health problem. Despite the enormous efforts made in the last decade, threats from some species, including drug-resistant Neisseria gonorrhoeae, continue to rise and would become untreatable. The development of antibiotics with a different mechanism of action is seriously required. Here, we identified an allosteric inhibitory site buried inside eukaryotic mitochondrial heme-copper oxidases (HCOs), the essential respiratory enzymes for life. The steric conformation around the binding pocket of HCOs is highly conserved among bacteria and eukaryotes, yet the latter has an extra helix. This structural difference in the conserved allostery enabled us to rationally identify bacterial HCO-specific inhibitors: an antibiotic compound against ceftriaxone-resistant Neisseria gonorrhoeae. Molecular dynamics combined with resonance Raman spectroscopy and stopped-flow spectroscopy revealed an allosteric obstruction in the substrate accessing channel as a mechanism of inhibition. Our approach opens fresh avenues in modulating protein functions and broadens our options to overcome AMR.
履歴
登録2022年4月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年12月21日-
マップ公開2022年12月21日-
更新2024年7月3日-
現状2024年7月3日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_33294.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_33294.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.18533 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.017
最小 - 最大-0.044421144 - 0.09902562
平均 (標準偏差)-0.0000033511142 (±0.002196367)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 355.599 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_33294_msk_1.map
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)

-
ハーフマップ: #2

ファイルemd_33294_half_map_1.map
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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_33294_half_map_2.map
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 : Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase

全体名称: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase
要素
  • 複合体: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase
    • タンパク質・ペプチド: Ubiquinol oxidase subunit 2
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
  • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1
  • リガンド: HEME O
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: COPPER (II) ION
  • リガンド: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine
  • リガンド: methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-benzothiophene-2-carboxylate
  • リガンド: UNKNOWN ATOM OR ION

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超分子 #1: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase

超分子名称: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2-#4
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 144 KDa

+
分子 #1: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1

分子名称: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ubiquinol oxidase (H+-transporting)
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 74.424469 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MFGKLSLDAV PFHEPIVMVT IAGIILGGLA LVGLITYFGK WTYLWKEWLT SVDHKRLGIM YIIVAIVMLL RGFADAIMMR SQQALASAG EAGFLPPHHY DQIFTAHGVI MIFFVAMPFV IGLMNLVVPL QIGARDVAFP FLNNLSFWFT VVGVILVNVS L GVGEFAQT ...文字列:
MFGKLSLDAV PFHEPIVMVT IAGIILGGLA LVGLITYFGK WTYLWKEWLT SVDHKRLGIM YIIVAIVMLL RGFADAIMMR SQQALASAG EAGFLPPHHY DQIFTAHGVI MIFFVAMPFV IGLMNLVVPL QIGARDVAFP FLNNLSFWFT VVGVILVNVS L GVGEFAQT GWLAYPPLSG IEYSPGVGVD YWIWSLQLSG IGTTLTGINF FVTILKMRAP GMTMFKMPVF TWASLCANVL II ASFPILT VTVALLTLDR YLGTHFFTND MGGNMMMYIN LIWAWGHPEV YILILPVFGV FSEIAATFSR KRLFGYTSLV WAT VCITVL SFIVWLHHFF TMGAGANVNA FFGITTMIIA IPTGVKIFNW LFTMYQGRIV FHSAMLWTIG FIVTFSVGGM TGVL LAVPG ADFVLHNSLF LIAHFHNVII GGVVFGCFAG MTYWWPKAFG FKLNETWGKR AFWFWIIGFF VAFMPLYALG FMGMT RRLS QQIDPQFHTM LMIAASGAVL IALGILCLVI QMYVSIRDRD QNRDLTGDPW GGRTLEWATS SPPPFYNFAV VPHVHE RDA FWEMKEKGEA YKKPDHYEEI HMPKNSGAGI VIAAFSTIFG FAMIWHIWWL AIVGFAGMII TWIVKSFDED VDYYVPV AE IEKLENQHFD EITKAGLKNG N

UniProtKB: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1

+
分子 #2: Ubiquinol oxidase subunit 2

分子名称: Ubiquinol oxidase subunit 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 36.209559 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MRLRKYNKSL GWLSLFAGTV LLSGCNSALL DPKGQIGLEQ RSLILTAFGL MLIVVIPAIL MAVGFAWKYR ASNKDAKYSP NWSHSNKVE AVVWTVPILI IIFLAVLTWK TTHALEPSKP LAHDEKPITI EVVSMDWKWF FIYPEQGIAT VNEIAFPANT P VYFKVTSN ...文字列:
MRLRKYNKSL GWLSLFAGTV LLSGCNSALL DPKGQIGLEQ RSLILTAFGL MLIVVIPAIL MAVGFAWKYR ASNKDAKYSP NWSHSNKVE AVVWTVPILI IIFLAVLTWK TTHALEPSKP LAHDEKPITI EVVSMDWKWF FIYPEQGIAT VNEIAFPANT P VYFKVTSN SVMNSFFIPR LGSQIYAMAG MQTRLHLIAN EPGTYDGISA SYSGPGFSGM KFKAIATPDR AAFDQWVAKA KQ SPNTMSD MAAFEKLAAP SEYNQVEYFS NVKPDLFADV INKFMAHGKS MDMTQPEGEH SAHEGMEGMD MSHAESAHHH HHH HHHR

UniProtKB: Ubiquinol oxidase subunit 2

+
分子 #3: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3

分子名称: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 22.642566 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MATDTLTHAT AHAHEHGHHD AGGTKIFGFW IYLMSDCILF SILFATYAVL VNGTAGGPTG KDIFELPFVL VETFLLLFSS ITYGMAAIA MYKNNKSQVI SWLALTWLFG AGFIGMEIYE FHHLIVNGMG PDRSGFLSAF FALVGTHGLH VTSGLIWMAV L MVQIARRG ...文字列:
MATDTLTHAT AHAHEHGHHD AGGTKIFGFW IYLMSDCILF SILFATYAVL VNGTAGGPTG KDIFELPFVL VETFLLLFSS ITYGMAAIA MYKNNKSQVI SWLALTWLFG AGFIGMEIYE FHHLIVNGMG PDRSGFLSAF FALVGTHGLH VTSGLIWMAV L MVQIARRG LTSTNRTRIM CLSLFWHFLD VVWICVFTVV YLMGAM

UniProtKB: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3

+
分子 #4: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4

分子名称: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 12.037402 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MSHSTDHSGA SHGSVKTYMT GFILSIILTV IPFWMVMTGA ASPAVILGTI LAMAVVQVLV HLVCFLHMNT KSDEGWNMTA FVFTVLIIA ILVVGSIWIM WNLNYNMMMH

UniProtKB: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4

+
分子 #5: HEME O

分子名称: HEME O / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: HEO
分子量理論値: 838.854 Da
Chemical component information

ChemComp-HEO:
HEME O

+
分子 #6: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

分子名称: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: HEM
分子量理論値: 616.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

+
分子 #7: COPPER (II) ION

分子名称: COPPER (II) ION / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: CU
分子量理論値: 63.546 Da
Chemical component information

ChemComp-CU:
COPPER (II) ION

+
分子 #8: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine

分子名称: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 2 / 式: PEE
分子量理論値: 744.034 Da
Chemical component information

ChemComp-PEE:
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE, リン脂質*YM

+
分子 #9: methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-ben...

分子名称: methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-benzothiophene-2-carboxylate
タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 1 / 式: JYR
分子量理論値: 253.231 Da
Chemical component information

ChemComp-JYR:
methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-benzothiophene-2-carboxylate

+
分子 #10: UNKNOWN ATOM OR ION

分子名称: UNKNOWN ATOM OR ION / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 1 / 式: UNX

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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

濃度13 mg/mL
緩衝液pH: 7.2
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClSodium chloride
20.0 mMTristris(hydroxymethyl)aminomethane
0.01 %C12Mn-Dodecyl-beta-D-maltoside
0.5 %DMSODimethyl sulfoxid
0.25 mMN4N4
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 10 sec. / 前処理 - 気圧: 0.007 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 281 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

-
電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 実像数: 7173 / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER

+
画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

1fft

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.99 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: PHENIX / 使用した粒子像数: 67692
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

-
原子モデル構築 1

精密化プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-7xmd:
Cryo-EM structure of Cytochrome bo3 from Escherichia coli, the structure complexed with an allosteric inhibitor N4

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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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