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- PDB-5ipi: Structure of Adeno-associated virus type 2 VLP -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5ipi
タイトルStructure of Adeno-associated virus type 2 VLP
要素Capsid protein VP1
キーワードVIRUS LIKE PARTICLE / Adeno-associated virus / gene therapy / icosahedral / dependoparvovirus
機能・相同性
機能・相同性情報


permeabilization of host organelle membrane involved in viral entry into host cell / symbiont entry into host cell via permeabilization of inner membrane / host cell nucleolus / T=1 icosahedral viral capsid / clathrin-dependent endocytosis of virus by host cell / virion attachment to host cell / structural molecule activity
類似検索 - 分子機能
Phospholipase A2-like domain / Phospholipase A2-like domain / Parvovirus coat protein VP2 / Parvovirus coat protein VP1/VP2 / Parvovirus coat protein VP2 / Capsid/spike protein, ssDNA virus
類似検索 - ドメイン・相同性
Capsid protein VP1
類似検索 - 構成要素
生物種Adeno-associated virus - 2 (アデノ随伴ウイルス)
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: 3.8 Å
データ登録者Drouin, L.M. / Lins, B. / Janssen, M.E. / Bennet, A. / Chipman, P. / McKenna, R. / Chen, W. / Muzyczka, N. / Cardone, G. / Baker, T.S. / Agbandje-McKenna, M.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM33050 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL51811 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI1081961 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)T32-GM008799 米国
引用ジャーナル: J Virol / 年: 2016
タイトル: Cryo-electron Microscopy Reconstruction and Stability Studies of the Wild Type and the R432A Variant of Adeno-associated Virus Type 2 Reveal that Capsid Structural Stability Is a Major ...タイトル: Cryo-electron Microscopy Reconstruction and Stability Studies of the Wild Type and the R432A Variant of Adeno-associated Virus Type 2 Reveal that Capsid Structural Stability Is a Major Factor in Genome Packaging.
著者: Lauren M Drouin / Bridget Lins / Maria Janssen / Antonette Bennett / Paul Chipman / Robert McKenna / Weijun Chen / Nicholas Muzyczka / Giovanni Cardone / Timothy S Baker / Mavis Agbandje-McKenna /
要旨: The adeno-associated viruses (AAV) are promising therapeutic gene delivery vectors and better understanding of their capsid assembly and genome packaging mechanism is needed for improved vector ...The adeno-associated viruses (AAV) are promising therapeutic gene delivery vectors and better understanding of their capsid assembly and genome packaging mechanism is needed for improved vector production. Empty AAV capsids assemble in the nucleus prior to genome packaging by virally encoded Rep proteins. To elucidate the capsid determinants of this process, structural differences between wild-type (wt) AAV2 and a packaging deficient variant, AAV2-R432A, were examined using cryo-electron microscopy and three-dimensional image reconstruction both at an ∼5.0-Å resolution (medium) and also at 3.8- and 3.7-Å resolutions (high), respectively. The high resolution structures showed that removal of the arginine side chain in AAV2-R432A eliminated hydrogen bonding interactions, resulting in altered intramolecular and intermolecular interactions propagated from under the 3-fold axis toward the 5-fold channel. Consistent with these observations, differential scanning calorimetry showed an ∼10°C decrease in thermal stability for AAV2-R432A compared to wt-AAV2. In addition, the medium resolution structures revealed differences in the juxtaposition of the less ordered, N-terminal region of their capsid proteins, VP1/2/3. A structural rearrangement in AAV2-R432A repositioned the βA strand region under the icosahedral 2-fold axis rather than antiparallel to the βB strand, eliminating many intramolecular interactions. Thus, a single amino acid substitution can significantly alter the AAV capsid integrity to the extent of reducing its stability and possibly rendering it unable to tolerate the stress of genome packaging. Furthermore, the data show that the 2-, 3-, and 5-fold regions of the capsid contributed to producing the packaging defect and highlight a tight connection between the entire capsid in maintaining packaging efficiency.
IMPORTANCE: The mechanism of AAV genome packaging is still poorly understood, particularly with respect to the capsid determinants of the required capsid-Rep interaction. Understanding this mechanism ...IMPORTANCE: The mechanism of AAV genome packaging is still poorly understood, particularly with respect to the capsid determinants of the required capsid-Rep interaction. Understanding this mechanism may aid in the improvement of AAV packaging efficiency, which is currently ∼1:10 (10%) genome packaged to empty capsid in vector preparations. This report identifies regions of the AAV capsid that play roles in genome packaging and that may be important for Rep recognition. It also demonstrates the need to maintain capsid stability for the success of this process. This information is important for efforts to improve AAV genome packaging and will also inform the engineering of AAV capsid variants for improved tropism, specific tissue targeting, and host antibody escape by defining amino acids that cannot be altered without detriment to infectious vector production.
履歴
登録2016年3月9日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02016年7月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12016年8月3日Group: Database references
改定 1.22016年9月28日Group: Database references
改定 1.32017年9月13日Group: Author supporting evidence / Database references / カテゴリ: citation / pdbx_audit_support
Item: _citation.journal_id_CSD / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42019年12月4日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.52024年3月6日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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
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  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-8099
  • Jmolによる作画
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  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8099
  • UCSF Chimeraによる作画
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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: Capsid protein VP1
B: Capsid protein VP1
C: Capsid protein VP1
D: Capsid protein VP1
E: Capsid protein VP1
F: Capsid protein VP1
G: Capsid protein VP1
H: Capsid protein VP1
I: Capsid protein VP1
J: Capsid protein VP1
K: Capsid protein VP1
L: Capsid protein VP1
M: Capsid protein VP1
N: Capsid protein VP1
O: Capsid protein VP1
P: Capsid protein VP1
Q: Capsid protein VP1
R: Capsid protein VP1
S: Capsid protein VP1
T: Capsid protein VP1
U: Capsid protein VP1
V: Capsid protein VP1
W: Capsid protein VP1
X: Capsid protein VP1
Y: Capsid protein VP1
Z: Capsid protein VP1
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1: Capsid protein VP1
2: Capsid protein VP1
3: Capsid protein VP1
4: Capsid protein VP1
5: Capsid protein VP1
6: Capsid protein VP1
7: Capsid protein VP1
8: Capsid protein VP1


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)4,922,72360
ポリマ－4,922,72360
非ポリマー00
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_5551
Buried area893240 Å2
ΔGint-3327 kcal/mol
Surface area983460 Å2

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要素

#1: タンパク質 ...
Capsid protein VP1


分子量: 82045.383 Da / 分子数: 60 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Adeno-associated virus - 2 (アデノ随伴ウイルス)
遺伝子: VP1 / 発現宿主: unidentified baculovirus (ウイルス) / 参照: UniProt: P03135

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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: Adeno-associated virus - 2 / タイプ: VIRUS / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Adeno-associated virus - 2 (アデノ随伴ウイルス)
由来(組換発現)生物種: unidentified baculovirus (ウイルス) / プラスミド: pFBDVPm11
ウイルスについての詳細中空か: NO / エンベロープを持つか: NO / 単離: STRAIN / タイプ: VIRUS-LIKE PARTICLE
天然宿主生物種: Homo sapiens
緩衝液pH: 7.4
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMHEPESHEPES1
2100 mMsodium chlorideNaCl1
31 mMcalcium chlorideCaCl21
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/2
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE
詳細: Grid was blotted for 5-6 seconds before plunge freezing.

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Tecnai Polara / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI POLARA 300
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 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）: 56924 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3700 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1100 nm / Cs: 2.26 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN / 試料ホルダーモデル: OTHER / 最高温度: 97 K / 最低温度: 90 K
撮影平均露光時間: 0.8 sec. / 電子線照射量: 20 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 64
画像スキャンサンプリングサイズ: 6.35 µm

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.10pre_2097: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RobEMv4.0粒子像選択
4CTFFINDV3CTF補正
12Auto3DEMv4.05３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
粒子像の選択選択した粒子像数: 23039
3次元再構成解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / 粒子像の数: 23039 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.8 Å
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.01253740
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.05346020
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d9.12202500
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0536120
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00745780

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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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