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- EMDB-18298: MTHFR + SAH symmetric dis-inhibited state -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-18298
タイトルMTHFR + SAH symmetric dis-inhibited state
マップデータMain Sharpened
試料
  • 複合体: Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-Adenosyl-L-homocysteine, regulatory domains
    • タンパク質・ペプチド: Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)
  • リガンド: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE
  • リガンド: water
キーワードDis-inhibited / allosteric / folate / S-adenosylhomocysteine / FLAVOPROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH) / response to vitamin B2 / methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH) activity / methylenetetrahydrofolate reductase (NAD(P)H) activity / modified amino acid binding / methionine metabolic process / homocysteine metabolic process / heterochromatin organization / Metabolism of folate and pterines / methionine biosynthetic process ...methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH) / response to vitamin B2 / methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH) activity / methylenetetrahydrofolate reductase (NAD(P)H) activity / modified amino acid binding / methionine metabolic process / homocysteine metabolic process / heterochromatin organization / Metabolism of folate and pterines / methionine biosynthetic process / S-adenosylmethionine metabolic process / response to folic acid / tetrahydrofolate interconversion / response to amino acid / response to interleukin-1 / FAD binding / neural tube closure / flavin adenine dinucleotide binding / NADP binding / response to hypoxia / response to xenobiotic stimulus / protein-containing complex binding / cytosol
類似検索 - 分子機能
Eukaryotic-type methylenetetrahydrofolate reductase / : / MTHFR, SAM-binding regulatory domain / Methylenetetrahydrofolate reductase-like / Methylenetetrahydrofolate reductase / FAD-linked oxidoreductase-like
類似検索 - ドメイン・相同性
Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.8 Å
データ登録者Blomgren LKM / Yue WW / Froese DS / McCorvie TJ
資金援助 スイス, 1件
OrganizationGrant number国
Swiss National Science Foundation310030_192505 スイス
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Dynamic inter-domain transformations mediate the allosteric regulation of human 5, 10-methylenetetrahydrofolate reductase.
著者: Linnea K M Blomgren / Melanie Huber / Sabrina R Mackinnon / Céline Bürer / Arnaud Baslé / Wyatt W Yue / D Sean Froese / Thomas J McCorvie /
要旨: 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) commits folate-derived one-carbon units to generate the methyl-donor S-adenosyl-L-methionine (SAM). Eukaryotic MTHFR appends to the well-conserved ...5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) commits folate-derived one-carbon units to generate the methyl-donor S-adenosyl-L-methionine (SAM). Eukaryotic MTHFR appends to the well-conserved catalytic domain (CD) a unique regulatory domain (RD) that confers feedback inhibition by SAM. Here we determine the cryo-electron microscopy structures of human MTHFR bound to SAM and its demethylated product S-adenosyl-L-homocysteine (SAH). In the active state, with the RD bound to a single SAH, the CD is flexible and exposes its active site for catalysis. However, in the inhibited state the RD pocket is remodelled, exposing a second SAM-binding site that was previously occluded. Dual-SAM bound MTHFR demonstrates a substantially rearranged inter-domain linker that reorients the CD, inserts a loop into the active site, positions Tyr404 to bind the cofactor FAD, and blocks substrate access. Our data therefore explain the long-distance regulatory mechanism of MTHFR inhibition, underpinned by the transition between dual-SAM and single-SAH binding in response to cellular methylation status.
履歴
登録2023年8月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年11月8日-
マップ公開2023年11月8日-
更新2024年5月1日-
現状2024年5月1日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_18298.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_18298.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Main Sharpened
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.)
0.57 Å/pix.
x 400 pix.
= 229.6 Å		0.57 Å/pix.
x 400 pix.
= 229.6 Å		0.57 Å/pix.
x 400 pix.
= 229.6 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: 0.574 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: 0.07
最小 - 最大-0.4349333 - 0.75594276
平均 (標準偏差)-0.000036935275 (±0.012944635)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 229.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_18298_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)

-
追加マップ: Non-sharpened

ファイルemd_18298_additional_1.map
注釈Non-sharpened
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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_18298_half_map_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_18298_half_map_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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試料の構成要素

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全体 : Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-...

全体名称: Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-Adenosyl-L-homocysteine, regulatory domains
要素
  • 複合体: Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-Adenosyl-L-homocysteine, regulatory domains
    • タンパク質・ペプチド: Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)
  • リガンド: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE
  • リガンド: water

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超分子 #1: Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-...

超分子名称: Human 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase in complex with S-Adenosyl-L-homocysteine, regulatory domains
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 150 KDa

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分子 #1: Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)

分子名称: Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH) / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 75.461195 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MVNEARGNSS LNPCLEGSAS SGSESSKDSS RCSTPGLDPE RHERLREKMR RRLESGDKWF SLEFFPPRTA EGAVNLISRF DRMAAGGPL YIDVTWHPAG DPGSDKETSS MMIASTAVNY CGLETILHMT CCRQRLEEIT GHLHKAKQLG LKNIMALRGD P IGDQWEEE ...文字列:
MVNEARGNSS LNPCLEGSAS SGSESSKDSS RCSTPGLDPE RHERLREKMR RRLESGDKWF SLEFFPPRTA EGAVNLISRF DRMAAGGPL YIDVTWHPAG DPGSDKETSS MMIASTAVNY CGLETILHMT CCRQRLEEIT GHLHKAKQLG LKNIMALRGD P IGDQWEEE EGGFNYAVDL VKHIRSEFGD YFDICVAGYP KGHPEAGSFE ADLKHLKEKV SAGADFIITQ LFFEADTFFR FV KACTDMG ITCPIVPGIF PIQGYHSLRQ LVKLSKLEVP QEIKDVIEPI KDNDAAIRNY GIELAVSLCQ ELLASGLVPG LHF YTLNRE MATTEVLKRL GMWTEDPRRP LPWALSAHPK RREEDVRPIF WASRPKSYIY RTQEWDEFPN GRWGNSSSPA FGEL KDYYL FYLKSKSPKE ELLKMWGEEL TSEASVFEVF VLYLSGEPNR NGHKVTCLPW NDEPLAAETS LLKEELLRVN RQGIL TINS QPNINGKPSS DPIVGWGPSG GYVFQKAYLE FFTSRETAEA LLQVLKKYEL RVNYHLVNVK GENITNAPEL QPNAVT WGI FPGREIIQPT VVDPVSFMFW KDEAFALWIE QWGKLYEEES PSRTIIQYIH DNYFLVNLVD NDFPLDNCLW QVVEDTL EL LNRPTQNARE TEAPAENLYF Q

UniProtKB: Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)

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分子 #2: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE

分子名称: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: SAH
分子量理論値: 384.411 Da
Chemical component information

ChemComp-SAH:
S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE / S-アデノシルホモシステイン

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分子 #3: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 28 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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2.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
詳細: 20 mM HEPES, pH 7.5, 150 mM NaCl, 0.0025% Tween20, 1 mM S-Adenosyl-L-homocysteine, filter sterilised
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 40 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 295 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 5606 / 平均露光時間: 5.18 sec. / 平均電子線量: 50.0 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: 100.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.9 µm / 倍率（公称値）: 240000
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN

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画像解析

粒子像選択選択した数: 1900000
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2.1) / 使用した粒子像数: 105879
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2.1)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2.1)
最終 3次元分類クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2.1)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6fcx


Chain - Chain ID: A / Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 90.1
当てはまり具合の基準: Cross-correlation coeficient
得られたモデル

PDB-8qa4:
MTHFR + SAH symmetric dis-inhibited state

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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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