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- EMDB-45639: Cryo-EM structure of in-vitro alpha-synuclein fibril -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-45639
タイトルCryo-EM structure of in-vitro alpha-synuclein fibril
マップデータ
試料
  • 複合体: alpha-synuclein fibril
    • タンパク質・ペプチド: Alpha-synuclein
キーワードalpha-synuclein / fibril / amyloid / STRUCTURAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / : / neutral lipid metabolic process / regulation of acyl-CoA biosynthetic process / negative regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of norepinephrine uptake / response to desipramine / positive regulation of SNARE complex assembly / positive regulation of hydrogen peroxide catabolic process / supramolecular fiber ...negative regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / : / neutral lipid metabolic process / regulation of acyl-CoA biosynthetic process / negative regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of norepinephrine uptake / response to desipramine / positive regulation of SNARE complex assembly / positive regulation of hydrogen peroxide catabolic process / supramolecular fiber / mitochondrial membrane organization / regulation of synaptic vesicle recycling / negative regulation of chaperone-mediated autophagy / regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / negative regulation of platelet-derived growth factor receptor signaling pathway / positive regulation of protein localization to cell periphery / negative regulation of exocytosis / regulation of glutamate secretion / dopamine biosynthetic process / SNARE complex assembly / regulation of norepinephrine uptake / response to iron(II) ion / positive regulation of neurotransmitter secretion / positive regulation of inositol phosphate biosynthetic process / regulation of locomotion / negative regulation of dopamine metabolic process / transporter regulator activity / regulation of macrophage activation / negative regulation of microtubule polymerization / synaptic vesicle transport / synaptic vesicle priming / dopamine uptake involved in synaptic transmission / protein kinase inhibitor activity / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / regulation of dopamine secretion / dynein complex binding / positive regulation of receptor recycling / negative regulation of thrombin-activated receptor signaling pathway / cuprous ion binding / nuclear outer membrane / response to magnesium ion / positive regulation of endocytosis / positive regulation of exocytosis / synaptic vesicle exocytosis / kinesin binding / enzyme inhibitor activity / synaptic vesicle endocytosis / cysteine-type endopeptidase inhibitor activity / negative regulation of serotonin uptake / response to type II interferon / regulation of presynapse assembly / alpha-tubulin binding / beta-tubulin binding / phospholipase binding / behavioral response to cocaine / supramolecular fiber organization / phospholipid metabolic process / cellular response to fibroblast growth factor stimulus / inclusion body / axon terminus / Hsp70 protein binding / cellular response to epinephrine stimulus / response to interleukin-1 / regulation of microtubule cytoskeleton organization / cellular response to copper ion / positive regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol / SNARE binding / adult locomotory behavior / excitatory postsynaptic potential / protein tetramerization / phosphoprotein binding / fatty acid metabolic process / microglial cell activation / ferrous iron binding / regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / synapse organization / protein destabilization / PKR-mediated signaling / phospholipid binding / receptor internalization / tau protein binding / long-term synaptic potentiation / terminal bouton / positive regulation of inflammatory response / synaptic vesicle membrane / actin cytoskeleton / actin binding / growth cone / cellular response to oxidative stress / neuron apoptotic process / cell cortex / response to lipopolysaccharide / histone binding / microtubule binding / molecular adaptor activity / chemical synaptic transmission / mitochondrial outer membrane / amyloid fibril formation / negative regulation of neuron apoptotic process / oxidoreductase activity
類似検索 - 分子機能
Synuclein / Alpha-synuclein / Synuclein
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 2.04 Å
データ登録者Sanchez JC / Borcik CG / Tonelli M / Sibert B / Rienstra CM / Wright ER / Cai K
資金援助 米国, 5件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)U24GM139168 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)T32GM135066 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)F32GM149118 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)RF1NS110436 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)P41GM136463 米国
引用ジャーナル: Bio Protoc / 年: 2025
タイトル: High-resolution Cryo-EM Structure Determination of a-Synuclein-A Prototypical Amyloid Fibril.
著者: Juan C Sanchez / Joshua A Pierson / Collin G Borcik / Chad M Rienstra / Elizabeth R Wright /
要旨: The physiological role of a-synuclein (a-syn), an intrinsically disordered presynaptic neuronal protein, is believed to impact the release of neurotransmitters through interactions with the SNARE ...The physiological role of a-synuclein (a-syn), an intrinsically disordered presynaptic neuronal protein, is believed to impact the release of neurotransmitters through interactions with the SNARE complex. However, under certain cellular conditions that are not well understood, a-syn will self-assemble into β-sheet-rich fibrils that accumulate and form insoluble neuronal inclusions. Studies of patient-derived brain tissues have concluded that these inclusions are associated with Parkinson's disease, the second most common neurodegenerative disorder, and other synuclein-related diseases called synucleinopathies. In addition, repetitions of specific mutations to the SNCA gene, the gene that encodes a-syn, result in an increased disposition for synucleinopathies. The latest advances in cryo-EM structure determination and real-space helical reconstruction methods have resulted in over 60 in vitro structures of a-syn fibrils solved to date, with a handful of these reaching a resolution below 2.5 Å. Here, we provide a protocol for a-syn protein expression, purification, and fibrilization. We detail how sample quality is assessed by negative stain transmission electron microscopy (NS-TEM) analysis and followed by sample vitrification using the Vitrobot Mark IV vitrification robot. We provide a detailed step-by-step protocol for high-resolution cryo-EM structure determination of a-syn fibrils using RELION and a series of specialized helical reconstruction tools that can be run within RELION. Finally, we detail how ChimeraX, Coot, and Phenix are used to build and refine a molecular model into the high-resolution cryo-EM map. This workflow resulted in a 2.04 Å structure of a-syn fibrils with excellent resolution of residues 36-97 and an additional island of density for residues 15-22 that had not been previously reported. This workflow should serve as a starting point for individuals new to the neurodegeneration and structural biology fields. Together, this procedure lays the foundation for advanced structural studies of a-syn and other amyloid fibrils. Key features • In vitro fibril amplification method yielding twisting fibrils that span several micrometers in length and are suitable for cryo-EM structure determination. • High-throughput cryo-EM data collection of neurodegenerative fibrils, such as alpha-synuclein. • Use of RELION implementations of helical reconstruction algorithms to generate high-resolution 3D structures of a-synuclein fibrils. • Brief demonstration of the use of ChimeraX, Coot, and Phenix for molecular model building and refinement.
履歴
登録2024年7月8日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年7月24日-
マップ公開2024年7月24日-
更新2025年8月20日-
現状2025年8月20日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

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_45639.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.834 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0075
最小 - 最大-0.022309594 - 0.055904552
平均 (標準偏差)0.00023618454 (±0.0021418533)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 300.24 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : alpha-synuclein fibril

全体名称: alpha-synuclein fibril
要素
  • 複合体: alpha-synuclein fibril
    • タンパク質・ペプチド: Alpha-synuclein

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超分子 #1: alpha-synuclein fibril

超分子名称: alpha-synuclein fibril / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Alpha-synuclein

分子名称: Alpha-synuclein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 14.476108 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
MDVFMKGLSK AKEGVVAAAE KTKQGVAEAA GKTKEGVLYV GSKTKEGVVH GVATVAEKTK EQVTNVGGAV VTGVTAVAQK TVEGAGSIA AATGFVKKDQ LGKNEEGAPQ EGILEDMPVD PDNEAYEMPS EEGYQDYEPE A

UniProtKB: Alpha-synuclein

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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: 7.4
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS 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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 40.0 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: 70.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 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）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 105000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
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: 2.42 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: 179.45 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.04 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION / 使用した粒子像数: 129895
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: relion_helix_inimodel2d used to generate initial model from 2D classes
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6h6b


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
得られたモデル

PDB-9ck3:
Cryo-EM structure of in-vitro alpha-synuclein fibril

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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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