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- EMDB-23481: Cryo-EM structure of OmcZ nanowire from Geobacter sulfurreducens -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23481
タイトルCryo-EM structure of OmcZ nanowire from Geobacter sulfurreducens
マップデータmap of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens
試料
  • 複合体: Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome c
  • リガンド: HEME C
キーワードnanowires / PROTEIN FIBRIL
機能・相同性IPT/TIG domain / Multiheme cytochrome superfamily / IPT domain / Immunoglobulin E-set / Immunoglobulin-like fold / Cytochrome c
機能・相同性情報
生物種Geobacter sulfurreducens (バクテリア) / Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Gu Y / Srikanth V / Malvankar NS / Samatey FA
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Science Foundation (NSF, United States)1749662 米国
引用ジャーナル: Nat Microbiol / 年: 2023
タイトル: Structure of Geobacter cytochrome OmcZ identifies mechanism of nanowire assembly and conductivity.
著者: Yangqi Gu / Matthew J Guberman-Pfeffer / Vishok Srikanth / Cong Shen / Fabian Giska / Kallol Gupta / Yuri Londer / Fadel A Samatey / Victor S Batista / Nikhil S Malvankar /
要旨: OmcZ nanowires produced by Geobacter species have high electron conductivity (>30 S cm). Of 111 cytochromes present in G. sulfurreducens, OmcZ is the only known nanowire-forming cytochrome ...OmcZ nanowires produced by Geobacter species have high electron conductivity (>30 S cm). Of 111 cytochromes present in G. sulfurreducens, OmcZ is the only known nanowire-forming cytochrome essential for the formation of high-current-density biofilms that require long-distance (>10 µm) extracellular electron transport. However, the mechanisms underlying OmcZ nanowire assembly and high conductivity are unknown. Here we report a 3.5-Å-resolution cryogenic electron microscopy structure for OmcZ nanowires. Our structure reveals linear and closely stacked haems that may account for conductivity. Surface-exposed haems and charge interactions explain how OmcZ nanowires bind to diverse extracellular electron acceptors and how organization of nanowire network re-arranges in different biochemical environments. In vitro studies explain how G. sulfurreducens employ a serine protease to control the assembly of OmcZ monomers into nanowires. We find that both OmcZ and serine protease are widespread in environmentally important bacteria and archaea, thus establishing a prevalence of nanowire biogenesis across diverse species and environments.
履歴
登録2021年2月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年8月24日-
マップ公開2022年8月24日-
更新2024年12月25日-
現状2024年12月25日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_23481.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_23481.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈map of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens
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.)
0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 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: 0.828 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: 0.012
最小 - 最大-0.06084027 - 0.10626797
平均 (標準偏差)0.00007689905 (±0.001351777)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 317.952 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_23481_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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ハーフマップ: half map of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens

ファイルemd_23481_half_map_1.map
注釈half map of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens
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: half map of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens

ファイルemd_23481_half_map_2.map
注釈half map of octaheme cytochrome OmcZ nanowire from G. sulfurreducens
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 : Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens

全体名称: Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens
要素
  • 複合体: Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome c
  • リガンド: HEME C

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超分子 #1: Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens

超分子名称: Polymerized cytochrome OmcZ from Geobacter sulfurreducens
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)

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分子 #1: Cytochrome c

分子名称: Cytochrome c / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア) / 株: ATCC 51573 / DSM 12127 / PCA
分子量理論値: 27.686797 KDa
配列文字列: AVPPPPVNQF LGIYDTKFPN LTKADCLECH VSDTVLVQQH HALINTVTPP ASCINTSGTV PPTLATGCHV MVPDGSGGFT FQDFRNCFN CHTQTPHHTS PAAVAKDCKY CHGNFIDNPL DGHYIPTYSA SSVTPMPSGR SVTATDGNVV IVQGCEACHQ A APNAIDPK ...文字列:
AVPPPPVNQF LGIYDTKFPN LTKADCLECH VSDTVLVQQH HALINTVTPP ASCINTSGTV PPTLATGCHV MVPDGSGGFT FQDFRNCFN CHTQTPHHTS PAAVAKDCKY CHGNFIDNPL DGHYIPTYSA SSVTPMPSGR SVTATDGNVV IVQGCEACHQ A APNAIDPK TNTVRPIFSN QDTHHGTGIT DCNLCHNTSS NVPIRQCEVC HGVNSLHNIQ KDSPNAANLG TVKPGLEDLG WG HIGNNWD CQGCHWSWFG N

UniProtKB: Cytochrome c

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分子 #2: HEME C

分子名称: HEME C / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 24 / 式: HEC
分子量理論値: 618.503 Da
Chemical component information

ChemComp-HEC:
HEME C

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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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

緩衝液pH: 10.5 / 構成要素 - 濃度: 15.0 mM / 構成要素 - 式: C2H7NO / 構成要素 - 名称: Ethanolamine
グリッドモデル: C-flat-2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 30 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 %

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 検出モード: SUPER-RESOLUTION / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 2-10 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 14508 / 平均露光時間: 0.2 sec. / 平均電子線量: 1.2 e/Å2
電子線加速電圧: 300 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 57.8 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -159.1 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.08) / 使用した粒子像数: 128409
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Featureless cylinder
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.08)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細Initial fitting was done with Chimera and refinement was done in Phenix
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7lq5:
Cryo-EM structure of OmcZ nanowire from Geobacter sulfurreducens

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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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