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万見
- EMDB-8150: Structure and dynamics of single-isoform recombinant neuronal hum... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8150
タイトルStructure and dynamics of single-isoform recombinant neuronal human tubulin
マップデータNone
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Microtubules
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-3 chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1A chain
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID GUANYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
キーワードmicrotubules / tubulin / single isoform / recombinant / dynamic instability / STRUCTURAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


netrin receptor binding / Post-chaperonin tubulin folding pathway / axonemal microtubule / dorsal root ganglion development / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Cilium Assembly / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / organelle transport along microtubule / glial cell differentiation / forebrain morphogenesis ...netrin receptor binding / Post-chaperonin tubulin folding pathway / axonemal microtubule / dorsal root ganglion development / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Cilium Assembly / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / organelle transport along microtubule / glial cell differentiation / forebrain morphogenesis / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Intraflagellar transport / neuron projection arborization / cytoskeleton-dependent intracellular transport / cerebellar cortex morphogenesis / Formation of tubulin folding intermediates by CCT/TriC / dentate gyrus development / COPI-independent Golgi-to-ER retrograde traffic / pyramidal neuron differentiation / Gap junction assembly / Prefoldin mediated transfer of substrate to CCT/TriC / Kinesins / Assembly and cell surface presentation of NMDA receptors / centrosome cycle / motor behavior / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / response to L-glutamate / smoothened signaling pathway / intercellular bridge / regulation of synapse organization / startle response / locomotory exploration behavior / Recycling pathway of L1 / microtubule polymerization / microtubule-based process / RHO GTPases activate IQGAPs / response to tumor necrosis factor / Hedgehog 'off' state / COPI-mediated anterograde transport / response to mechanical stimulus / Activation of AMPK downstream of NMDARs / condensed chromosome / Mitotic Prometaphase / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Loss of Nlp from mitotic centrosomes / Loss of proteins required for interphase microtubule organization from the centrosome / Recruitment of mitotic centrosome proteins and complexes / homeostasis of number of cells within a tissue / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / Anchoring of the basal body to the plasma membrane / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / MHC class II antigen presentation / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / AURKA Activation by TPX2 / cellular response to calcium ion / adult locomotory behavior / filopodium / axon guidance / cell periphery / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / RHO GTPases Activate Formins / intracellular protein transport / neuron migration / peptide binding / synapse organization / neuromuscular junction / visual learning / PKR-mediated signaling / recycling endosome / cerebral cortex development / structural constituent of cytoskeleton / mitotic spindle / memory / microtubule cytoskeleton organization / Aggrephagy / HCMV Early Events / cytoplasmic ribonucleoprotein granule / Separation of Sister Chromatids / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / microtubule cytoskeleton / Regulation of PLK1 Activity at G2/M Transition / lamellipodium / mitotic cell cycle / gene expression / growth cone / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / neuron apoptotic process / microtubule / hydrolase activity / protein heterodimerization activity / cell division / axon / GTPase activity / neuronal cell body / dendrite / protein-containing complex binding / GTP binding / structural molecule activity / extracellular exosome / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain ...Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Tubulin beta-3 chain / Tubulin alpha-1A chain
類似検索 - 構成要素
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: 4.0 Å
データ登録者Vemu A / Atherton J
資金援助 英国, 米国, 3件
OrganizationGrant number国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom) 英国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS) 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI) 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2016
タイトル: Structure and Dynamics of Single-isoform Recombinant Neuronal Human Tubulin.
著者: Annapurna Vemu / Joseph Atherton / Jeffrey O Spector / Agnieszka Szyk / Carolyn A Moores / Antonina Roll-Mecak /
要旨: Microtubules are polymers that cycle stochastically between polymerization and depolymerization, i.e. they exhibit "dynamic instability." This behavior is crucial for cell division, motility, and ...Microtubules are polymers that cycle stochastically between polymerization and depolymerization, i.e. they exhibit "dynamic instability." This behavior is crucial for cell division, motility, and differentiation. Although studies in the last decade have made fundamental breakthroughs in our understanding of how cellular effectors modulate microtubule dynamics, analysis of the relationship between tubulin sequence, structure, and dynamics has been held back by a lack of dynamics measurements with and structural characterization of homogeneous isotypically pure engineered tubulin. Here, we report for the first time the cryo-EM structure and in vitro dynamics parameters of recombinant isotypically pure human tubulin. α1A/βIII is a purely neuronal tubulin isoform. The 4.2-Å structure of post-translationally unmodified human α1A/βIII microtubules shows overall similarity to that of heterogeneous brain microtubules, but it is distinguished by subtle differences at polymerization interfaces, which are hot spots for sequence divergence between tubulin isoforms. In vitro dynamics assays show that, like mosaic brain microtubules, recombinant homogeneous microtubules undergo dynamic instability, but they polymerize slower and have fewer catastrophes. Interestingly, we find that epitaxial growth of α1A/βIII microtubules from heterogeneous brain seeds is inefficient but can be fully rescued by incorporating as little as 5% of brain tubulin into the homogeneous α1A/βIII lattice. Our study establishes a system to examine the structure and dynamics of mammalian microtubules with well defined tubulin species and is a first and necessary step toward uncovering how tubulin genetic and chemical diversity is exploited to modulate intrinsic microtubule dynamics.
履歴
登録2016年4月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年5月4日-
マップ公開2016年5月4日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6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: 0.043
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.043
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5jco
  • 表面レベル: 0.043
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 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-5jco
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
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_8150.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_8150.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 10.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈None
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.)
1.22 Å/pix.
x 208 pix.
= 253.76 Å		1.22 Å/pix.
x 80 pix.
= 97.6 Å		1.22 Å/pix.
x 166 pix.
= 202.52 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

これらの図は立方格子座標系で作成されたものです

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.22 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: 0.043 / ムービー #1: 0.043
最小 - 最大-0.09062958 - 0.1718602
平均 (標準偏差)0.0035820229 (±0.015500975)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ80166208
Spacing16680208
セルA: 202.52 Å / B: 97.600006 Å / C: 253.76001 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.221.221.22
M x/y/z16680208
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z202.52097.600253.760
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ329329329
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS16680208
D min/max/mean-0.0910.1720.004

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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 : Microtubules

全体名称: Microtubules
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Microtubules
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-3 chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1A chain
  • リガンド: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID GUANYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

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超分子 #1: Microtubules

超分子名称: Microtubules / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: 14pf GMPCPP-bound microtubule composed of human beta3 and alpha1a tubulin
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 110 kDa/nm

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分子 #1: Tubulin beta-3 chain

分子名称: Tubulin beta-3 chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 47.809926 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPSGNYVGDS DLQLERISVY YNEASSHKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGA FGHLFRPDN FIFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKECENCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKVREEY P DRIMNTFS ...文字列:
MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPSGNYVGDS DLQLERISVY YNEASSHKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGA FGHLFRPDN FIFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKECENCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKVREEY P DRIMNTFS VVPSPKVSDT VVEPYNATLS IHQLVENTDE TYCIDNEALY DICFRTLKLA TPTYGDLNHL VSATMSGVTT SL RFPGQLN ADLRKLAVNM VPFPRLHFFM PGFAPLTARG SQQYRALTVP ELTQQMFDAK NMMAACDPRH GRYLTVATVF RGR MSMKEV DEQMLAIQSK NSSYFVEWIP NNVKVAVCDI PPRGLKMSST FIGNSTAIQE LFKRISEQFT AMFRRKAFLH WYTG EGMDE MEFTEAESNM NDLVSEYQQY Q

UniProtKB: Tubulin beta-3 chain

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分子 #2: Tubulin alpha-1A chain

分子名称: Tubulin alpha-1A chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 48.649023 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFLVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE ...文字列:
MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFLVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE FSIYPAPQVS TAVVEPYNSI LTTHTTLEHS DCAFMVDNEA IYDICRRNLD IERPTYTNLN RLIGQIVSSI TA SLRFDGA LNVDLTEFQT NLVPYPRIHF PLATYAPVIS AEKAYHEQLS VAEITNACFE PANQMVKCDP RHGKYMACCL LYR GDVVPK DVNAAIATIK TKRTIQFVDW CPTGFKVGIN YQPPTVVPGG DLAKVQRAVC MLSNTTAIAE AWARLDHKFD LMYA KRAFV HWYVGEGMEE GEFSEAREDM AALEKDYEEV GV

UniProtKB: Tubulin alpha-1A chain

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分子 #3: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID GUANYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID GUANYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 6 / 式: G2P
分子量理論値: 521.208 Da
Chemical component information

ChemComp-G2P:
PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID GUANYLATE ESTER / GMPCPP / GMP-CPP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 12 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 6 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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: 6.9 / 構成要素 - 名称: BRB80
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI POLARA 300
撮影フィルム・検出器のモデル: DIRECT ELECTRON DE-20 (5k x 3k)
検出モード: INTEGRATING / 平均電子線量: 25.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 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
実験機器
モデル: Tecnai Polara / 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: 8.86 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -25.71 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C14 (14回回転対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.0 Å / 解像度の算出法: OTHER
詳細: Overall map resolution was 4.2 Angstrom by gold-standard FSCtrue (Chen et al., 2013). The tubulin portion of the map was at higher resolution: at least 4 Angstrom according to the Blocres resolution measure.
使用した粒子像数: 10164
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Synthetic Kinesin Decorated Microtubule
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE

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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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