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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 3j4f | ||||||
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タイトル | Structure of HIV-1 capsid protein by cryo-EM | ||||||
要素 | capsid protein | ||||||
キーワード | VIRAL PROTEIN / HIV-1 capsid / core / all-atom model / MDFF / tubular assembly / hexamer | ||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 viral budding via host ESCRT complex / viral nucleocapsid / host cell cytoplasm / structural molecule activity / virion membrane / RNA binding / zinc ion binding / identical protein binding / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | ||||||
生物種 | Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス) | ||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 8.6 Å | ||||||
データ登録者 | Zhao, G. / Perilla, J.R. / Meng, X. / Schulten, K. / Zhang, P. | ||||||
引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2013 タイトル: Mature HIV-1 capsid structure by cryo-electron microscopy and all-atom molecular dynamics. 著者: Gongpu Zhao / Juan R Perilla / Ernest L Yufenyuy / Xin Meng / Bo Chen / Jiying Ning / Jinwoo Ahn / Angela M Gronenborn / Klaus Schulten / Christopher Aiken / Peijun Zhang / 要旨: Retroviral capsid proteins are conserved structurally but assemble into different morphologies. The mature human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) capsid is best described by a 'fullerene cone' model, ...Retroviral capsid proteins are conserved structurally but assemble into different morphologies. The mature human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) capsid is best described by a 'fullerene cone' model, in which hexamers of the capsid protein are linked to form a hexagonal surface lattice that is closed by incorporating 12 capsid-protein pentamers. HIV-1 capsid protein contains an amino-terminal domain (NTD) comprising seven α-helices and a β-hairpin, a carboxy-terminal domain (CTD) comprising four α-helices, and a flexible linker with a 310-helix connecting the two structural domains. Structures of the capsid-protein assembly units have been determined by X-ray crystallography; however, structural information regarding the assembled capsid and the contacts between the assembly units is incomplete. Here we report the cryo-electron microscopy structure of a tubular HIV-1 capsid-protein assembly at 8 Å resolution and the three-dimensional structure of a native HIV-1 core by cryo-electron tomography. The structure of the tubular assembly shows, at the three-fold interface, a three-helix bundle with critical hydrophobic interactions. Mutagenesis studies confirm that hydrophobic residues in the centre of the three-helix bundle are crucial for capsid assembly and stability, and for viral infectivity. The cryo-electron-microscopy structures enable modelling by large-scale molecular dynamics simulation, resulting in all-atom models for the hexamer-of-hexamer and pentamer-of-hexamer elements as well as for the entire capsid. Incorporation of pentamers results in closer trimer contacts and induces acute surface curvature. The complete atomic HIV-1 capsid model provides a platform for further studies of capsid function and for targeted pharmacological intervention. | ||||||
履歴 |
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-構造の表示
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 3j4f.cif.gz | 230.3 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb3j4f.ent.gz | 191.6 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 3j4f.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 3j4f_validation.pdf.gz | 896.1 KB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 3j4f_full_validation.pdf.gz | 903.8 KB | 表示 | |
XML形式データ | 3j4f_validation.xml.gz | 42.3 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 3j4f_validation.cif.gz | 64.3 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/j4/3j4f ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/j4/3j4f | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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| x 35
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3 |
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対称性 | らせん対称: (回転対称性: 1 / Dyad axis: no / N subunits divisor: 1 / Num. of operations: 35 / Rise per n subunits: 7.247 Å / Rotation per n subunits: -31.13 °) |
-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 25702.490 Da / 分子数: 6 / 断片: UNP residues 133-363 / 変異: A92E / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス) 遺伝子: gag / プラスミド: pET21 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): Rosetta 2 (DE3) / 参照: UniProt: Q79791 |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: HELICAL ARRAY / 3次元再構成法: らせん対称体再構成法 |
-試料調製
構成要素 | 名称: HIV-1 capsid protein / タイプ: COMPLEX / 詳細: hexamer / 別称: HIV CA |
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分子量 | 値: 0.025 MDa / 実験値: NO |
緩衝液 | 名称: 1 M NaCl, 50 mM Tris-HCl / pH: 8 / 詳細: 1 M NaCl, 50 mM Tris-HCl |
試料 | 濃度: 2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
試料支持 | 詳細: 200 mesh quantifoil R2/1 copper grid |
急速凍結 | 装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / Temp: 95 K / 湿度: 80 % 詳細: With 2.5 uL sample on carbon side, add 3 uL dilution buffer (100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH 8.0) to back side. Blot 3-5 seconds from back side and plunge into liquid ethane with a homemade plunger. 手法: With 2.5 uL sample on carbon side, add 3 uL dilution buffer (100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH 8.0) to back side. Blot 3-5 seconds from back side. |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Tecnai Polara / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI POLARA 300 / 日付: 2010年12月11日 |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 59000 X / 倍率(補正後): 58257 X / 最大 デフォーカス(公称値): 3500 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1000 nm / Cs: 2 mm / カメラ長: 0 mm |
試料ホルダ | 試料ホルダーモデル: OTHER / 資料ホルダタイプ: Polara cartridge / 温度: 82 K / 最高温度: 85 K / 最低温度: 80 K / 傾斜角・最大: 0 ° / 傾斜角・最小: 0 ° |
撮影 | 電子線照射量: 15 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM |
画像スキャン | デジタル画像の数: 27 |
放射 | プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray |
放射波長 | 相対比: 1 |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | 詳細: each filament | ||||||||||||
らせん対称 | 回転角度/サブユニット: 31.13 ° / 軸方向距離/サブユニット: 7.247 Å / らせん対称軸の対称性: C1 | ||||||||||||
3次元再構成 | 手法: real space helical reconstruction / 解像度: 8.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / 粒子像の数: 3210 / ピクセルサイズ(実測値): 1.09 Å 詳細: (Helical Details: The segments were aligned and reconstructed using Frealign. Twofold symmetry was imposed using IHRSR++.) 対称性のタイプ: HELICAL | ||||||||||||
原子モデル構築 |
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原子モデル構築 |
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精密化ステップ | サイクル: LAST
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