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万見
- PDB-3j7h: Structure of beta-galactosidase at 3.2-A resolution obtained by c... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 3j7h
タイトルStructure of beta-galactosidase at 3.2-A resolution obtained by cryo-electron microscopy
要素Beta-galactosidase
キーワードHYDROLASE / hydrolase enzyme / homo-tetramer / protein complex / atomic resolution cryo-electron microscopy / direct electron detectors / single-particle cryo-EM / 3D reconstruction
機能・相同性
機能・相同性情報


alkali metal ion binding / lactose catabolic process / beta-galactosidase complex / beta-galactosidase / beta-galactosidase activity / carbohydrate binding / magnesium ion binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Glycoside hydrolase, family 2, beta-galactosidase / : / Beta galactosidase small chain/ domain 5 / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Glycoside hydrolase, family 2, active site / Glycosyl hydrolases family 2 acid/base catalyst. / Glycoside hydrolase, family 2, conserved site ...Glycoside hydrolase, family 2, beta-galactosidase / : / Beta galactosidase small chain/ domain 5 / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Glycoside hydrolase, family 2, active site / Glycosyl hydrolases family 2 acid/base catalyst. / Glycoside hydrolase, family 2, conserved site / Glycosyl hydrolases family 2 signature 1. / Beta-galactosidase; Chain A, domain 5 - #10 / Glycoside hydrolase, family 2 / Glycosyl hydrolases family 2, sugar binding domain / Glycoside hydrolase family 2, catalytic domain / Glycosyl hydrolases family 2, sugar binding domain / Glycosyl hydrolases family 2, TIM barrel domain / Glycoside hydrolase, family 2, immunoglobulin-like beta-sandwich / Glycosyl hydrolases family 2 / Beta-Galactosidase/glucuronidase domain superfamily / Glycoside hydrolase-type carbohydrate-binding / Beta-galactosidase; Chain A, domain 5 / Galactose mutarotase-like domain superfamily / Galactose-binding domain-like / Galactose-binding-like domain superfamily / Distorted Sandwich / Glycosidases / Glycoside hydrolase superfamily / Jelly Rolls / Immunoglobulins / TIM Barrel / Alpha-Beta Barrel / Immunoglobulin-like fold / Immunoglobulin-like / Sandwich / Mainly Beta / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
Beta-galactosidase
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Bartesaghi, A. / Matthies, D. / Banerjee, S. / Merk, A. / Subramaniam, S.
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2014
タイトル: Structure of β-galactosidase at 3.2-Å resolution obtained by cryo-electron microscopy.
著者: Alberto Bartesaghi / Doreen Matthies / Soojay Banerjee / Alan Merk / Sriram Subramaniam /
要旨: We report the solution structure of Escherichia coli β-galactosidase (∼465 kDa), solved at ∼3.2-Å resolution by using single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM). Densities for most side ...We report the solution structure of Escherichia coli β-galactosidase (∼465 kDa), solved at ∼3.2-Å resolution by using single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM). Densities for most side chains, including those of residues in the active site, and a catalytic Mg(2+) ion can be discerned in the map obtained by cryo-EM. The atomic model derived from our cryo-EM analysis closely matches the 1.7-Å crystal structure with a global rmsd of ∼0.66 Å. There are significant local differences throughout the protein, with clear evidence for conformational changes resulting from contact zones in the crystal lattice. Inspection of the map reveals that although densities for residues with positively charged and neutral side chains are well resolved, systematically weaker densities are observed for residues with negatively charged side chains. We show that the weaker densities for negatively charged residues arise from their greater sensitivity to radiation damage from electron irradiation as determined by comparison of density maps obtained by using electron doses ranging from 10 to 30 e(-)/Å(2). In summary, we establish that it is feasible to use cryo-EM to determine near-atomic resolution structures of protein complexes (<500 kDa) with low symmetry, and that the residue-specific radiation damage that occurs with increasing electron dose can be monitored by using dose fractionation tools available with direct electron detector technology.
履歴
登録2014年6月30日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02014年7月30日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12014年8月13日Group: Database references
改定 1.22014年8月27日Group: Database references
改定 1.32018年7月18日Group: Data collection / カテゴリ: em_imaging_optics / em_software
Item: _em_imaging_optics.energyfilter_name / _em_software.image_processing_id / _em_software.name
改定 1.42024年2月21日Group: Data collection / Database references / Derived calculations
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / pdbx_struct_conn_angle / struct_conn / struct_site
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_auth_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_auth_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_atom_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_auth_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_auth_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_atom_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.value / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr1_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr1_label_atom_id / _struct_conn.ptnr1_label_comp_id / _struct_conn.ptnr1_label_seq_id / _struct_site.pdbx_auth_asym_id / _struct_site.pdbx_auth_comp_id / _struct_site.pdbx_auth_seq_id

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-5995
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-5995
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Beta-galactosidase
B: Beta-galactosidase
C: Beta-galactosidase
D: Beta-galactosidase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)466,5078
ポリマ－466,4104
非ポリマー974
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質
Beta-galactosidase / Beta-gal / Lactase


分子量: 116602.484 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P00722, beta-galactosidase
#2: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: Escherichia coli beta-galactosidase / タイプ: COMPLEX / 詳細: tetramer
分子量値: 0.465 MDa / 実験値: NO
緩衝液名称: 25 mM Tris, pH 8.0, 50 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 0.5 mM TCEP
pH: 8
詳細: 25 mM Tris, pH 8.0, 50 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 0.5 mM TCEP
試料濃度: 2.3 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 R2/2 grids, plasma cleaned
急速凍結装置: LEICA EM GP / 凍結剤: ETHANE / Temp: 90.15 K / 湿度: 90 %
詳細: Blot for 2 seconds before plunging into liquid ethane (LEICA EM GP).
手法: Blot for 2 seconds before plunging.

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS / 日付: 2013年10月31日 / 詳細: Parallel beam illumination
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM / Electron beam tilt params: 5
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 X / 倍率（補正後）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm
非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 105,000 times magnification.
カメラ長: 0 mm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
資料ホルダタイプ: Liquid nitrogen cooled / 温度: 79.7 K / 最高温度: 79.8 K / 最低温度: 79.6 K / 傾斜角・最大: 0 ° / 傾斜角・最小: 0 °
撮影電子線照射量: 45 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 (4k x 4k)
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF / エネルギーフィルター 上限: 20 eV / エネルギーフィルター 下限: 0 eV
画像スキャンデジタル画像の数: 509
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

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1Cootモデルフィッティング
2UCSF Chimeraモデルフィッティング
3EMAN2３次元再構成
4FREALIGN３次元再構成
CTF補正詳細: Individual frames of each movie were aligned by cross-correlation using the cumulative average of previously aligned frames as a reference to align the remaining frames. Parameters of the ...詳細: Individual frames of each movie were aligned by cross-correlation using the cumulative average of previously aligned frames as a reference to align the remaining frames. Parameters of the contrast transfer function for each micrograph were estimated from power spectra obtained using periodogram averaging with tiles of size 512x512 pixels extracted from all frames of each movie. These power spectra were then radially averaged and used to estimate the defocus for each image using frequencies in the 15.0-3.0 Angstrom range. CTF correction was done for each particle as implemented in FREALIGN's reconstruction protocol.
対称性点対称性: D2 (2回x2回 2面回転対称)
3次元再構成手法: phase residual minimization / 解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 11726 / ピクセルサイズ（公称値）: 0.6375 Å / ピクセルサイズ（実測値）: 0.6375 Å
詳細: Reconstruction details: 24,750 particles were picked automatically from the best 509 micrographs by detecting the local maxima of correlation of each image with a Gaussian disk of 100 ...詳細: Reconstruction details: 24,750 particles were picked automatically from the best 509 micrographs by detecting the local maxima of correlation of each image with a Gaussian disk of 100 Angstrom in radius and extracted using a binning factor of 2 and a box size of 384x384 pixels. Particles were then subjected to reference-free 2D classification in EMAN2. 160 classes out of a total of 250 were used for de novo initial model determination using e2initialmodel.py and imposing D2 symmetry. A subset of 23,452 particles (corresponding to the 160 classes used for the initial model building) was then used for 3D refinement using a gold-standard approach. Two stacks of 11,726 particles each were independently subjected to eight rounds of iterative refinement in FREALIGN using a high-resolution frequency limit of 8 Angstrom and using the best 50% of particles from each stack according to phase residual values (equivalent to 5,863 particles) to calculate the reconstructions at each iteration. At this point particles were re-extracted from the original unbinned micrographs using a box size of 768x768 pixels and further refined in FREALIGN starting from the most recent set of alignments obtained with the binned data. The final map was obtained by averaging the two half-reconstructions in real space and corrected by a B-factor of -85 Angstrom^2 for the purpose of visualization.
Refinement type: HALF-MAPS REFINED INDEPENDENTLY / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
詳細: METHOD--Local refinement, Flexible fitting DETAILS--Initial local fitting was done using Chimera and then COOT was used for flexible fitting and model building.
精密化ステップサイクル: LAST
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数32824 0 4 0 32828

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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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