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万見
- EMDB-5693: Structure of the SecY protein translocation channel in action -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-5693
タイトルStructure of the SecY protein translocation channel in action
マップデータribosome-nascent chain-SecYEG complex
試料
  • 試料: ribosome-nascent chain-SecYEG complex
  • 複合体: membrane-bound 70S ribosome
  • タンパク質・ペプチド: preprotein translocase
  • タンパク質・ペプチド: S1P
  • RNA: transfer RNA
キーワードribosome-channel complex / active SecYEG channel / nascent chain / E. coli 70S ribosome
機能・相同性
機能・相同性情報


protein insertion into membrane from inner side / cell envelope Sec protein transport complex / protein transport by the Sec complex / intracellular protein transmembrane transport / protein-transporting ATPase activity / SRP-dependent cotranslational protein targeting to membrane, translocation / signal sequence binding / protein transmembrane transporter activity / protein secretion / negative regulation of translational initiation ...protein insertion into membrane from inner side / cell envelope Sec protein transport complex / protein transport by the Sec complex / intracellular protein transmembrane transport / protein-transporting ATPase activity / SRP-dependent cotranslational protein targeting to membrane, translocation / signal sequence binding / protein transmembrane transporter activity / protein secretion / negative regulation of translational initiation / intracellular protein transport / ribosomal large subunit assembly / large ribosomal subunit rRNA binding / cytoplasmic translation / cytosolic large ribosomal subunit / tRNA binding / rRNA binding / structural constituent of ribosome / translation / membrane / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Preprotein translocase SecG subunit / Preprotein translocase SecG subunit / SecE subunit of protein translocation complex, bacterial-like / SecE superfamily / Protein translocase subunit SecY / Protein secE/sec61-gamma signature. / Protein secY signature 1. / Protein secY signature 2. / SecE/Sec61-gamma subunits of protein translocation complex / Protein translocase complex, SecE/Sec61-gamma subunit ...Preprotein translocase SecG subunit / Preprotein translocase SecG subunit / SecE subunit of protein translocation complex, bacterial-like / SecE superfamily / Protein translocase subunit SecY / Protein secE/sec61-gamma signature. / Protein secY signature 1. / Protein secY signature 2. / SecE/Sec61-gamma subunits of protein translocation complex / Protein translocase complex, SecE/Sec61-gamma subunit / SecY/SEC61-alpha family / SecY domain superfamily / SecY conserved site / SecY / Ribosomal protein L1, bacterial-type / Ribosomal protein L1, conserved site / Ribosomal protein L1 signature. / Ribosomal protein L1 / Ribosomal protein L1, 3-layer alpha/beta-sandwich / Ribosomal protein L1-like / Ribosomal protein L1/ribosomal biogenesis protein / Ribosomal protein L1p/L10e family / : / Ribosomal proteins 50S L24/mitochondrial 39S L24 / Ribosomal protein L23/L25, conserved site / Ribosomal protein L23 signature. / Ribosomal protein L24 / Ribosomal protein L29, conserved site / Ribosomal protein L29 signature. / Ribosomal protein L25/L23 / Ribosomal protein L23 / Ribosomal L29 protein / Ribosomal protein L29/L35 / Ribosomal protein L29/L35 superfamily / Ribosomal protein L24 signature. / Ribosomal protein L24/L26, conserved site / KOW (Kyprides, Ouzounis, Woese) motif. / Ribosomal protein L26/L24, KOW domain / Translation protein SH3-like domain superfamily / Ribosomal protein L23/L15e core domain superfamily / KOW motif / KOW / Ribosomal protein L2, domain 2 / Nucleotide-binding alpha-beta plait domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Large ribosomal subunit protein uL1 / Large ribosomal subunit protein uL29 / Large ribosomal subunit protein uL23 / Protein translocase subunit SecE / Protein-export membrane protein SecG / Protein translocase subunit SecY / Large ribosomal subunit protein uL24
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: 10.1 Å
データ登録者Park E / Menetret JF / Gumbart JC / Ludtke SJ / Li W / Whynot A / Rapoport TA / Akey CW
引用ジャーナル: Nature / 年: 2014
タイトル: Structure of the SecY channel during initiation of protein translocation.
著者: Eunyong Park / Jean-François Ménétret / James C Gumbart / Steven J Ludtke / Weikai Li / Andrew Whynot / Tom A Rapoport / Christopher W Akey /
要旨: Many secretory proteins are targeted by signal sequences to a protein-conducting channel, formed by prokaryotic SecY or eukaryotic Sec61 complexes, and are translocated across the membrane during ...Many secretory proteins are targeted by signal sequences to a protein-conducting channel, formed by prokaryotic SecY or eukaryotic Sec61 complexes, and are translocated across the membrane during their synthesis. Crystal structures of the inactive channel show that the SecY subunit of the heterotrimeric complex consists of two halves that form an hourglass-shaped pore with a constriction in the middle of the membrane and a lateral gate that faces the lipid phase. The closed channel has an empty cytoplasmic funnel and an extracellular funnel that is filled with a small helical domain, called the plug. During initiation of translocation, a ribosome-nascent chain complex binds to the SecY (or Sec61) complex, resulting in insertion of the nascent chain. However, the mechanism of channel opening during translocation is unclear. Here we have addressed this question by determining structures of inactive and active ribosome-channel complexes with cryo-electron microscopy. Non-translating ribosome-SecY channel complexes derived from Methanocaldococcus jannaschii or Escherichia coli show the channel in its closed state, and indicate that ribosome binding per se causes only minor changes. The structure of an active E. coli ribosome-channel complex demonstrates that the nascent chain opens the channel, causing mostly rigid body movements of the amino- and carboxy-terminal halves of SecY. In this early translocation intermediate, the polypeptide inserts as a loop into the SecY channel with the hydrophobic signal sequence intercalated into the open lateral gate. The nascent chain also forms a loop on the cytoplasmic surface of SecY rather than entering the channel directly.
履歴
登録2013年6月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2013年8月21日-
マップ公開2013年10月23日-
更新2014年2月5日-
現状2014年2月5日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.8
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  • 原子モデル: PDB-3j46
  • 表面レベル: 0.8
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-3j46
  • Jmolによる作画
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_5693_1.jpg

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_5693.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 26.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈ribosome-nascent chain-SecYEG complex
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
2.12 Å/pix.
x 192 pix.
= 407.04 Å		2.12 Å/pix.
x 192 pix.
= 407.04 Å		2.12 Å/pix.
x 192 pix.
= 407.04 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 2.12 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.8 / ムービー #1: 0.8
最小 - 最大-0.46406972 - 3.24496651
平均 (標準偏差)0.07153273 (±0.29414058)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-93-98-100
サイズ192192192
Spacing192192192
セルA=B=C: 407.03998 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.122.122.12
M x/y/z192192192
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z407.040407.040407.040
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-132-122-147
NX/NY/NZ250274261
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-98-93-100
NC/NR/NS192192192
D min/max/mean-0.4643.2450.072

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添付データ

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セグメンテーションマップ: segmented large ribosomal subunit

注釈segmented large ribosomal subunit
ファイルemd_5693_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)

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セグメンテーションマップ: segmented A and P-site tRNAs

注釈segmented A and P-site tRNAs
ファイルemd_5693_msk_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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セグメンテーションマップ: micelle map from channel density

注釈micelle map from channel density
ファイルemd_5693_msk_3.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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セグメンテーションマップ: zoned SecYEG channel

注釈zoned SecYEG channel
ファイルemd_5693_msk_4.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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セグメンテーションマップ: full channel density with micelle and nascent chain

注釈full channel density with micelle and nascent chain
ファイルemd_5693_msk_5.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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セグメンテーションマップ: full nascent chain density, excluding fragments in the tunnel

注釈full nascent chain density, excluding fragments in the tunnel
ファイルemd_5693_msk_6.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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セグメンテーションマップ: nascent chain density with signal sequence helix in the channel

注釈nascent chain density with signal sequence helix in the channel
ファイルemd_5693_msk_7.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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セグメンテーションマップ: segmented S1 density, excluding flexible fragments

注釈segmented S1 density, excluding flexible fragments
ファイルemd_5693_msk_8.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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セグメンテーションマップ: segmented small subunit

注釈segmented small subunit
ファイルemd_5693_msk_9.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 : ribosome-nascent chain-SecYEG complex

全体名称: ribosome-nascent chain-SecYEG complex
要素
  • 試料: ribosome-nascent chain-SecYEG complex
  • 複合体: membrane-bound 70S ribosome
  • タンパク質・ペプチド: preprotein translocase
  • タンパク質・ペプチド: S1P
  • RNA: transfer RNA

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超分子 #1000: ribosome-nascent chain-SecYEG complex

超分子名称: ribosome-nascent chain-SecYEG complex / タイプ: sample / ID: 1000
詳細: Sample was prepared by crosslinking the nascent chain within stalled membrane associated ribosomes in bacteria, then purified for cryo-EM.
集合状態: monomer / Number unique components: 5
分子量理論値: 2.5 MDa

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超分子 #1: membrane-bound 70S ribosome

超分子名称: membrane-bound 70S ribosome / タイプ: complex / ID: 1 / 組換発現: No / データベース: NCBI / Ribosome-details: ribosome-prokaryote: ALL
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: EP72 / 細胞中の位置: inner membrane
分子量理論値: 2.5 MDa

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分子 #1: preprotein translocase

分子名称: preprotein translocase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: SecYEG channel / 詳細: SecY: P0AGA2, SecE: P0AG96, SecG: P0AG99 / コピー数: 1 / 集合状態: heterotrimer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: EP72 / 細胞中の位置: inner membrane
分子量理論値: 73.4 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換株: EP72 / 組換プラスミド: pACYC-EhG/Y

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分子 #2: S1P

分子名称: S1P / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2
Name.synonym: endogenous E. coli small ribosomal subunit protein
コピー数: 1 / 集合状態: monomer / 組換発現: No / データベース: NCBI
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 61 KDa

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分子 #3: transfer RNA

分子名称: transfer RNA / タイプ: rna / ID: 3 / Name.synonym: tRNA
詳細: Both A- and P-site tRNAs present in purified ribosome-nascent chain-SecYEG complex, stalled with SecM sequence
分類: TRANSFER / Structure: DOUBLE HELIX / Synthetic?: No
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 25 KDa

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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8 mg/mL
緩衝液pH: 7.2
詳細: 50 mM Tris-acetate, 10 mM Mg(OAc)2, 80 mM KOAc, 0.06% DDM
グリッド詳細: 400 mesh Quantifoil holey grids with 2/1 or 1.2/1.2
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 77 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III
詳細: A homemade freezing device with N2 gas driven plunger was also used to prepare grids in a cabinet to maintain humidity.
手法: Blot 1-2 seconds before plunging.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI F20
温度最低: 94 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Carbon grain was imaged at ~175000 times magnification and Thon rings were optimized manually, as visualized on a Fourier transform of ccd images.
詳細Low dose imaging: automated single particle data collection program from TVIPS was used.
日付2012年2月10日
撮影カテゴリ: CCD
フィルム・検出器のモデル: GENERIC TVIPS (4k x 4k)
実像数: 4900 / 平均電子線量: 20 e/Å2
詳細: CCD 4k x 4k image frames: best 4900 from ~5900 images used for data processing.
ビット/ピクセル: 16
Tilt angle min0
電子線加速電圧: 160 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 / Cs: 2.0 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 42000
試料ステージ試料ホルダー: Oxford cold holder / 試料ホルダーモデル: OTHER
実験機器
モデル: Tecnai F20 / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細~450000 particles were selected with e2boxer, used for per ccd frame CTF correction, and then subjected to unsupervised classification to remove aggregates to give 167000 particles. These particles were subjected to supervised classification in 2 steps to give a data set enriched in channels. Particles with the best signal to noise ratio were identified using the FRC comparator from the refinemulti run and classified with e2ligandclassify.py.
CTF補正詳細: per micrograph
最終 再構成アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 10.1 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: EMAN2
詳細: The structure was solved twice: first with a model starting from a 25-Angstrom filtered E. coli ribosome map generated in house, and then a second time using a filtered ribosome model (EMD- ...詳細: The structure was solved twice: first with a model starting from a 25-Angstrom filtered E. coli ribosome map generated in house, and then a second time using a filtered ribosome model (EMD-5036). In each case, after convergence, maps from two EMAN2 refinements with different parameters were averaged after alignment in Chimera. Four maps in total were averaged to reduce the noise.
使用した粒子像数: 53000
最終 2次元分類クラス数: 5300

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

2i2p
PDB 未公開エントリ

ソフトウェア名称: Chimera, MDFF
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-3j46:
Structure of the SecY protein translocation channel in action

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原子モデル構築 2

初期モデルPDB ID:

3j01
PDB 未公開エントリ

ソフトウェア名称: Chimera, MDFF
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-3j46:
Structure of the SecY protein translocation channel in action

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原子モデル構築 3

初期モデルPDB ID:

3i8g
PDB 未公開エントリ


Chain - #0 - Chain ID: B / Chain - #1 - Chain ID: C
ソフトウェア名称: Chimera, MDFF
詳細A- and P-site tRNAs from T. thermophilus ribosome structure. mRNA from this structure also used for some modeling steps.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-3j46:
Structure of the SecY protein translocation channel in action

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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)

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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