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- EMDB-34003: Close-ring hexamer of the substrate-bound Lon protease with an S6... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-34003
タイトルClose-ring hexamer of the substrate-bound Lon protease with an S678A mutation
マップデータSubstrate-bound Lon protease
試料
  • 複合体: Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state
    • 複合体: alpha-S1-casein
    • 複合体: Close-ring hexamer of Lon protease
    • タンパク質・ペプチド: alpha-S1-casein
    • タンパク質・ペプチド: Lon proteaseLon protease family
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
キーワードLon protease / hydrolysis (加水分解) / AAA proteins / HYDROLASE (加水分解酵素)
機能・相同性
機能・相同性情報


endopeptidase La / ATP-dependent peptidase activity / protein quality control for misfolded or incompletely synthesized proteins / cellular response to heat / sequence-specific DNA binding / serine-type endopeptidase activity / ATP hydrolysis activity / ATP binding / identical protein binding / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Lon protease, bacterial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / Peptidase S16, active site / ATP-dependent serine proteases, lon family, serine active site. / Lon proteolytic domain profile. / Peptidase S16, Lon proteolytic domain / Lon protease / Lon protease (S16) C-terminal proteolytic domain / Lon protease, N-terminal domain superfamily / Lon N-terminal domain profile. ...Lon protease, bacterial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / Peptidase S16, active site / ATP-dependent serine proteases, lon family, serine active site. / Lon proteolytic domain profile. / Peptidase S16, Lon proteolytic domain / Lon protease / Lon protease (S16) C-terminal proteolytic domain / Lon protease, N-terminal domain superfamily / Lon N-terminal domain profile. / Lon protease, N-terminal domain / ATP-dependent protease La (LON) substrate-binding domain / Found in ATP-dependent protease La (LON) / PUA-like superfamily / ATPase family associated with various cellular activities (AAA) / ATPase, AAA-type, core / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold, subgroup / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Bos taurus (ウシ) / Meiothermus taiwanensis (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: 3.4 Å
データ登録者Li S / Hsieh KY / Kuo CI / Lee SH / Ho MR / Wang CH / Zhang K / Chang CI
資金援助 台湾, 1件
OrganizationGrant number国
Ministry of Science and Technology (MoST, Taiwan)108-2320-B-001-011-MY3 台湾
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: A 5+1 assemble-to-activate mechanism of the Lon proteolytic machine.
著者: Shanshan Li / Kan-Yen Hsieh / Chiao-I Kuo / Tzu-Chi Lin / Szu-Hui Lee / Yi-Ru Chen / Chun-Hsiung Wang / Meng-Ru Ho / See-Yeun Ting / Kaiming Zhang / Chung-I Chang /
要旨: Many AAA+ (ATPases associated with diverse cellular activities) proteins function as protein or DNA remodelers by threading the substrate through the central pore of their hexameric assemblies. In ...Many AAA+ (ATPases associated with diverse cellular activities) proteins function as protein or DNA remodelers by threading the substrate through the central pore of their hexameric assemblies. In this ATP-dependent translocating state, the substrate is gripped by the pore loops of the ATPase domains arranged in a universal right-handed spiral staircase organization. However, the process by which a AAA+ protein is activated to adopt this substrate-pore-loop arrangement remains unknown. We show here, using cryo-electron microscopy (cryo-EM), that the activation process of the Lon AAA+ protease may involve a pentameric assembly and a substrate-dependent incorporation of the sixth protomer to form the substrate-pore-loop contacts seen in the translocating state. Based on the structural results, we design truncated monomeric mutants that inhibit Lon activity by binding to the native pentamer and demonstrated that expressing these monomeric mutants in Escherichia coli cells containing functional Lon elicits specific phenotypes associated with lon deficiency, including the inhibition of persister cell formation. These findings uncover a substrate-dependent assembly process for the activation of a AAA+ protein and demonstrate a targeted approach to selectively inhibit its function within cells.
履歴
登録2022年8月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年10月25日-
マップ公開2023年10月25日-
更新2023年11月29日-
現状2023年11月29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_34003.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_34003.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Substrate-bound Lon protease
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.061 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0716
最小 - 最大-0.20919237 - 0.596896
平均 (標準偏差)0.0003979567 (±0.017203785)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 339.52 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Half map B

ファイルemd_34003_half_map_1.map
注釈Half map B
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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ハーフマップ: Half map A

ファイルemd_34003_half_map_2.map
注釈Half map A
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 : Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state

全体名称: Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state
要素
  • 複合体: Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state
    • 複合体: alpha-S1-casein
    • 複合体: Close-ring hexamer of Lon protease
    • タンパク質・ペプチド: alpha-S1-casein
    • タンパク質・ペプチド: Lon proteaseLon protease family
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

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超分子 #1: Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state

超分子名称: Close-ring hexamer of MtaLon-S678A in a substrate-engaged state
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ)
分子量理論値: 530 KDa

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超分子 #2: alpha-S1-casein

超分子名称: alpha-S1-casein / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1
由来(天然)生物種: Meiothermus taiwanensis (バクテリア)

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超分子 #3: Close-ring hexamer of Lon protease

超分子名称: Close-ring hexamer of Lon protease / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1

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分子 #1: alpha-S1-casein

分子名称: alpha-S1-casein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: Unfolded substate / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ)
分子量理論値: 1.635006 KDa
配列文字列:
(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK) (UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK) (UNK)(UNK)(UNK)

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分子 #2: Lon protease

分子名称: Lon protease / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO / EC番号: endopeptidase La
由来(天然)生物種: Meiothermus taiwanensis (バクテリア)
分子量理論値: 88.538594 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MRLELPVIPL RNTVILPHTT TPVDVGRAKS KRAVEEAMGA DRLIFLVAQR DPEVDDPAPD DLYTWGVQAV VKQAMRLPDG TLQVMVEAR ARAQVTDYIP GPYLRARGEV FSEIFPIDEA VVRVLVEELK EAFEKYVANH KSLRLDRYQL EAVKGTSDPA M LADTIAYH ...文字列:
MRLELPVIPL RNTVILPHTT TPVDVGRAKS KRAVEEAMGA DRLIFLVAQR DPEVDDPAPD DLYTWGVQAV VKQAMRLPDG TLQVMVEAR ARAQVTDYIP GPYLRARGEV FSEIFPIDEA VVRVLVEELK EAFEKYVANH KSLRLDRYQL EAVKGTSDPA M LADTIAYH ATWTVAEKQE ILELTDLEAR LKKVLGLLSR DLERFELDKR VAQRVKEQMD TNQREYYLRE QMKAIQKELG GE DGLSDLE ALRKKIEEVG MPEAVKTKAL KELDRLERMQ QGSPEATVAR TYLDWLTEVP WSKADPEVLD INHTRQVLDE DHY GLKDVK ERILEYLAVR QLTQGLDVRN KAPILVLVGP PGVGKTSLGR SIARSMNRKF HRISLGGVRD EAEIRGHRRT YIGA MPGKL IHAMKQVGVI NPVILLDEID KMSSDWRGDP ASAMLEVLDP EQNNTFTDHY LDVPYDLSKV FFITTANTLQ TIPRP LLDR MEVIEIPGYT NMEKQAIARQ YLWPKQVRES GMEGRIEVTD AAILRVISEY TREAGVRGLE RELGKIARKG AKFWLE GAW EGLRTIDASD IPTYLGIPRY RPDKAETEPQ VGTAQGLAWT PVGGTLLTIE VAAVPGSGKL SLTGQLGEVM KESAQAA LT YLRAHTQDYG LPEDFYNKVD LHVHVPDGAT PKDGPAAGIT MATAIASALS RRPARMDIAM TGEVSLRGKV MPIGGVKE K LLAAHQAGIH KIVLPKDNEA QLEELPKEVL EGLEIKLVED VGEVLEYLLL PEPTMPPVVQ PSDNRQQPGA GA

UniProtKB: Lon protease

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分子 #3: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 6 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM / アデノシン二リン酸

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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0.5 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
20.0 mM(HOCH2)3CNH2tris(hydroxymethyl)aminomethane
150.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
10.0 mMMgCl2magnesium chloride
1.0 mMC4H10O2S2dithiothreitolジチオトレイトール
1.0 mMC10H15N5O10P2Adenosine diphosphateアデノシン二リン酸
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K
詳細Lon protease was incubated with alpha-S1-casein

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
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 FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.2 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 1.4000000000000001 µm
倍率（公称値）: 81000
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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 12546 / 平均露光時間: 2.52 sec. / 平均電子線量: 59.0 e/Å2
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: 1756270
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2)
最終 再構成解像度のタイプ: 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: cryoSPARC (ver. 3.2) / 使用した粒子像数: 207760

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

7fid


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
得られたモデル

PDB-7ypk:
Close-ring hexamer of the substrate-bound Lon protease with an S678A mutation

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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)

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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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