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万見
- EMDB-3445: cryo-electron microscopy reconstruction of microtubule-bound S.po... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-3445
タイトルcryo-electron microscopy reconstruction of microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
マップデータCryo-electron microscopy of microtubule-bound S. pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
試料
  • 複合体: microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1D chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-2B chain
    • タンパク質・ペプチド: Kinesin-like protein cut7
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: TAXOL
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER
キーワードmicrotubule-bound S.pombe kinesin-5 / motor domain / AMPPNP bound state / MOTOR PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


mitotic spindle formation (spindle phase one) / mitotic spindle elongation (spindle phase three) / Kinesins / initial mitotic spindle pole body separation / microtubule plus-end directed mitotic chromosome migration / meiotic spindle pole / meiotic spindle assembly / mitotic spindle midzone assembly / mitotic spindle pole body / mitotic spindle midzone ...mitotic spindle formation (spindle phase one) / mitotic spindle elongation (spindle phase three) / Kinesins / initial mitotic spindle pole body separation / microtubule plus-end directed mitotic chromosome migration / meiotic spindle pole / meiotic spindle assembly / mitotic spindle midzone assembly / mitotic spindle pole body / mitotic spindle midzone / spindle elongation / polar microtubule / minus-end-directed microtubule motor activity / plus-end-directed microtubule motor activity / meiotic spindle / positive regulation of axon guidance / microtubule associated complex / microtubule motor activity / microtubule-based process / mitotic spindle assembly / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / spindle microtubule / structural constituent of cytoskeleton / mitotic spindle / kinetochore / microtubule cytoskeleton organization / microtubule cytoskeleton / nervous system development / mitotic cell cycle / microtubule binding / microtubule / hydrolase activity / protein heterodimerization activity / cell division / GTPase activity / GTP binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / nucleus / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / : / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin ...: / : / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Kinesin-like protein cut7 / Tubulin alpha-1D chain / Tubulin beta-2B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Bos taurus (ウシ) / Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) (分裂酵母)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 9.3 Å
データ登録者Goulet A / Moores CA
資金援助 英国, 2件
OrganizationGrant number国
Biotechnology and Biological Sciences Research CouncilBB/H005137/1 英国
AICR11-0261 英国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2016
タイトル: Schizosaccharomyces pombe kinesin-5 switches direction using a steric blocking mechanism.
著者: Mishan Britto / Adeline Goulet / Syeda Rizvi / Ottilie von Loeffelholz / Carolyn A Moores / Robert A Cross /
要旨: Cut7, the sole kinesin-5 in Schizosaccharomyces pombe, is essential for mitosis. Like other yeast kinesin-5 motors, Cut7 can reverse its stepping direction, by mechanisms that are currently unclear. ...Cut7, the sole kinesin-5 in Schizosaccharomyces pombe, is essential for mitosis. Like other yeast kinesin-5 motors, Cut7 can reverse its stepping direction, by mechanisms that are currently unclear. Here we show that for full-length Cut7, the key determinant of stepping direction is the degree of motor crowding on the microtubule lattice, with greater crowding converting the motor from minus end-directed to plus end-directed stepping. To explain how high Cut7 occupancy causes this reversal, we postulate a simple proximity sensing mechanism that operates via steric blocking. We propose that the minus end-directed stepping action of Cut7 is selectively inhibited by collisions with neighbors under crowded conditions, whereas its plus end-directed action, being less space-hungry, is not. In support of this idea, we show that the direction of Cut7-driven microtubule sliding can be reversed by crowding it with non-Cut7 proteins. Thus, crowding by either dynein microtubule binding domain or Klp2, a kinesin-14, converts Cut7 from net minus end-directed to net plus end-directed stepping. Biochemical assays confirm that the Cut7 N terminus increases Cut7 occupancy by binding directly to microtubules. Direct observation by cryoEM reveals that this occupancy-enhancing N-terminal domain is partially ordered. Overall, our data point to a steric blocking mechanism for directional reversal through which collisions of Cut7 motor domains with their neighbors inhibit their minus end-directed stepping action, but not their plus end-directed stepping action. Our model can potentially reconcile a number of previous, apparently conflicting, observations and proposals for the reversal mechanism of yeast kinesins-5.
履歴
登録2016年10月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年11月30日-
マップ公開2016年11月30日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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ムービー
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構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_3445.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_3445.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 489.3 KB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-electron microscopy of microtubule-bound S. pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
ボクセルのサイズX=Y=Z: 2.2 Å
密度
表面レベル登録者による: 1.0 / ムービー #1: 1
最小 - 最大-5.693818 - 8.505580999999999
平均 (標準偏差)-0.026976306 (±1.3084207)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin945586
サイズ505050
Spacing505050
セルA=B=C: 110.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.22.22.2
M x/y/z505050
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z110.000110.000110.000
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS559486
NC/NR/NS505050
D min/max/mean-5.6948.506-0.027

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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 : microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state

全体名称: microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
要素
  • 複合体: microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1D chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-2B chain
    • タンパク質・ペプチド: Kinesin-like protein cut7
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: TAXOL
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER

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超分子 #1: microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state

超分子名称: microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
分子量理論値: 140 KDa

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分子 #1: Tubulin alpha-1D chain

分子名称: Tubulin alpha-1D chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: 50.107238 KDa
配列文字列: MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFSVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE ...文字列:
MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFSVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE FSIYPAPQVS TAVVEPYNSI LTTHTTLEHS DCAFMVDNEA IYDICRRNLD IERPTYTNLN RLIGQIVSSI TA SLRFDGA LNVDLTEFQT NLVPYPRGHF PLATYAPVIS AEKAYHEQLS VAEITNACFE PANQMVKCDP RHGKYMACCL LYR GDVVPK DVNAAIATIK TKRTIQFVDW CPTGFKVGIN YEPPTVVPGG DLAKVQRAVC MLSNTTAIAE AWARLDHKFD LMYA KRAFV HWYVGEGMEE GEFSEAREDM AALEKDYEEV GVDSVEGEGE EEGEEY

UniProtKB: Tubulin alpha-1D chain

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分子 #2: Tubulin beta-2B chain

分子名称: Tubulin beta-2B chain / 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: Bos taurus (ウシ)
分子量理論値: 49.90777 KDa
配列文字列: MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGSYHGDS DLQLERINVY YNEAAGNKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGP FGQIFRPDN FVFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKESESCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKIREEY P DRIMNTFS ...文字列:
MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGSYHGDS DLQLERINVY YNEAAGNKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGP FGQIFRPDN FVFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKESESCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKIREEY P DRIMNTFS VVPSPKVSDT VVEPYNATLS VHQLVENTDE TYCIDNEALY DICFRTLKLT TPTYGDLNHL VSATMSGVTT CL RFPGQLN ADLRKLAVNM VPFPRLHFFM PGFAPLTSRG SQQYRALTVP ELTQQMFDAK NMMAACDPRH GRYLTVAAVF RGR MSMKEV DEQMLNVQNK NSSYFVEWIP NNVKTAVCDI PPRGLKMSAT FIGNSTAIQE LFKRISEQFT AMFRRKAFLH WYTG EGMDE MEFTEAESNM NDLVSEYQQY QDATADEQGE FEEEEGEDEA

UniProtKB: Tubulin beta-2B chain

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分子 #3: Kinesin-like protein cut7

分子名称: Kinesin-like protein cut7 / 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: Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) (分裂酵母)
分子量理論値: 40.737527 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: ALHDENETNI NVVVRVRGRT DQEVRDNSSL AVSTSGAMGA ELAIQSDPSS MLVTKTYAFD KVFGPEADQL MLFENSVAPM LEQVLNGYN CTIFAYGQTG TGKTYTMSGD LSDSDGILSE GAGLIPRALY QLFSSLDNSN QEYAVKCSYY ELYNEEIRDL L VSEELRKP ...文字列:
ALHDENETNI NVVVRVRGRT DQEVRDNSSL AVSTSGAMGA ELAIQSDPSS MLVTKTYAFD KVFGPEADQL MLFENSVAPM LEQVLNGYN CTIFAYGQTG TGKTYTMSGD LSDSDGILSE GAGLIPRALY QLFSSLDNSN QEYAVKCSYY ELYNEEIRDL L VSEELRKP ARVFEDTSRR GNVVITGIEE SYIKNAGDGL RLLREGSHRR QVAATKCNDL SSRSHSIFTI TLHRKVSSGM TD ETNSLTI NNNSDDLLRA SKLHMVDLAG SENIGRSGAE NKRARETGMI NQSLLTLGRV INALVEKAHH IPYRESKLTR LLQ DSLGGK TKTSMIVTVS STNTNLEETI STLEYAARAK SIRNKPQNNQ LVF

UniProtKB: Kinesin-like protein cut7

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #6: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: GDP
分子量理論値: 443.201 Da
Chemical component information

ChemComp-GDP:
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #7: TAXOL

分子名称: TAXOL / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: TA1
分子量理論値: 853.906 Da
Chemical component information

ChemComp-TA1:
TAXOL / パクリタキセル / 薬剤, 化学療法薬*YM

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分子 #8: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 1 / 式: ANP
分子量理論値: 506.196 Da
Chemical component information

ChemComp-ANP:
PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP / AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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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helical array

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試料調製

緩衝液pH: 6.8
構成要素:
濃度式
25.0 mMPIPES
30.0 mMNaCl
7.0 mMMgCl2
1.0 mMEGTA
5.0 mMAMPPNP
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 297 K / 装置: FEI VITROBOT MARK I

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI F20
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
平均電子線量: 20.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 70.0 µm / 倍率（補正後）: 68000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.0 mm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: GATAN CT3500 SINGLE TILT LIQUID NITROGEN CRYO TRANSFER HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Tecnai F20 / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 9.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: FREALIGN / 使用した粒子像数: 144300
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: SPIDER
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: FREALIGN

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原子モデル構築 1

詳細An initial homology model of S. pombe cut7 kinesin-5 motor domain based on human kinesin-5 structure (PDB 3HQD) was prepared using Modeller. The coordinates of motor bound to an alpha-beta tubulin dimer (PDB 1JFF) were rigidly fitted into the cryo-EM map using Chimera and refined by flexible fitting using Flex-EM. Structural models of loop5 and loop10 were generated using Modeller. The conformation of the neck-linker and the N-terminus were calculated using a conjugate-gradient energy minimization approach.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
当てはまり具合の基準: Cross-correlation coefficient
得られたモデル

PDB-5m5i:
Pseudo-atomic model of microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state (based on cryo-electron microscopy experiment): the N-terminus conformation allows formation of a cover neck bundle.

PDB-5m5l:
Pseudo-atomic model of microtubule-bound S. pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state (based on cryo-electron microscopy experiment): the N-terminus adopts multiple conformations

PDB-5m5m:
Pseudo-atomic model of microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state (based on cryo-electron microscopy experiment): the N-terminus adopts multiple conformations.

PDB-5m5n:
Pseudo-atomic model of microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state (based on cryo-electron microscopy experiment): the N-terminus adopts multiple conformations.

PDB-5m5o:
Pseudo-atomic model of microtubule-bound S.pombe kinesin-5 motor domain in the AMPPNP state (based on cryo-electron microscopy experiment): the N-terminus adopts multiple conformations.

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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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