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- EMDB-0822: Cryo-EM structure of dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reduct... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-0822
タイトルCryo-EM structure of dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase (qNOR) from the pathogen Neisseria meninigitidis
マップデータ
試料
  • 複合体: Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase
    • タンパク質・ペプチド: Nitric-oxide reductase
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: FE (III) ION
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードNeisseria meningitidis / quinol-dependent electrogenic Nitric Oxide Reductase (qNOR) / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


nitric-oxide reductase / cytochrome-c oxidase activity / aerobic respiration / heme binding / membrane / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
: / Nitric oxide reductase subunit B, cytochrome c-like domain / Cytochrome c oxidase subunit I / Cytochrome c oxidase-like, subunit I superfamily / Cytochrome C and Quinol oxidase polypeptide I
類似検索 - ドメイン・相同性
Nitric-oxide reductase
類似検索 - 構成要素
生物種Neisseria meningitidis alpha14 (髄膜炎菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.06 Å
データ登録者Jamali MMA / Gopalasingam CC
資金援助 日本, 英国, 6件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP15K07029 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP18K06162 日本
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)BB/L006960/1 英国
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)BB/N013972/1 英国
Wellcome Trust108466/Z/15/Z 英国
Wellcome Trust109158/B/15/Z 英国
引用ジャーナル: IUCrJ / 年: 2020
タイトル: The active form of quinol-dependent nitric oxide reductase from is a dimer.
著者: M Arif M Jamali / Chai C Gopalasingam / Rachel M Johnson / Takehiko Tosha / Kazumasa Muramoto / Stephen P Muench / Svetlana V Antonyuk / Yoshitsugu Shiro / Samar S Hasnain /
要旨: is carried by nearly a billion humans, causing developmental impairment and over 100 000 deaths a year. A quinol-dependent nitric oxide reductase (qNOR) plays a critical role in the survival of ... is carried by nearly a billion humans, causing developmental impairment and over 100 000 deaths a year. A quinol-dependent nitric oxide reductase (qNOR) plays a critical role in the survival of the bacterium in the human host. X-ray crystallographic analyses of qNOR, including that from (qNOR) reported here at 3.15 Å resolution, show monomeric assemblies, despite the more active dimeric sample being used for crystallization. Cryo-electron microscopic analysis of the same chromatographic fraction of qNOR, however, revealed a dimeric assembly at 3.06 Å resolution. It is shown that zinc (which is used in crystallization) binding near the dimer-stabilizing TMII region contributes to the disruption of the dimer. A similar destabilization is observed in the monomeric (∼85 kDa) cryo-EM structure of a mutant (Glu494Ala) qNOR from the opportunistic pathogen () , which primarily migrates as a monomer. The monomer-dimer transition of qNORs seen in the cryo-EM and crystallographic structures has wider implications for structural studies of multimeric membrane proteins. X-ray crystallographic and cryo-EM structural analyses have been performed on the same chromatographic fraction of qNOR to high resolution. This represents one of the first examples in which the two approaches have been used to reveal a monomeric assembly and a dimeric assembly in vitrified cryo-EM grids. A number of factors have been identified that may trigger the destabilization of helices that are necessary to preserve the integrity of the dimer. These include zinc binding near the entry of the putative proton-transfer channel and the preservation of the conformational integrity of the active site. The mutation near the active site results in disruption of the active site, causing an additional destabilization of helices (TMIX and TMX) that flank the proton-transfer channel helices, creating an inert monomeric enzyme.
履歴
登録2019年10月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年4月1日-
マップ公開2020年4月1日-
更新2024年3月27日-
現状2024年3月27日処理サイト: PDBj / 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: 0.03
  • 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: 0.03
  • 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-6l3h
  • 表面レベル: 0.03
  • UCSF Chimera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_0822.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_0822.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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.)
1.07 Å/pix.
x 200 pix.
= 214. Å		1.07 Å/pix.
x 200 pix.
= 214. Å		1.07 Å/pix.
x 200 pix.
= 214. 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: 1.07 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: 0.0268 / ムービー #1: 0.03
最小 - 最大-0.12489361 - 0.19886318
平均 (標準偏差)0.0000462917 (±0.0079073785)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 214.00002 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.071.071.07
M x/y/z200200200
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z214.000214.000214.000
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS200200200
D min/max/mean-0.1250.1990.000

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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 : Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase

全体名称: Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase
要素
  • 複合体: Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase
    • タンパク質・ペプチド: Nitric-oxide reductase
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: FE (III) ION
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase

超分子名称: Dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Neisseria meningitidis alpha14 (髄膜炎菌)
分子量理論値: 150 KDa

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分子 #1: Nitric-oxide reductase

分子名称: Nitric-oxide reductase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: nitric-oxide reductase
由来(天然)生物種: Neisseria meningitidis alpha14 (髄膜炎菌) / 株: alpha14
分子量理論値: 84.389211 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MGQYKKLWYL LFAVLAVCFT ILGYMGSEVY KKAPPYPEQV VSASGKVLMA KDDILAGQSA WQTTGGMEVG SVLGHGAYQA PDWTADWLH RELSAWLDLT AQQTYGKKFD EVSPEEQAVL KTRLADEYRN QSRIKEDGSV VISDTRVKAI ESILPYYHGV Y GDDPALQT ...文字列:
MGQYKKLWYL LFAVLAVCFT ILGYMGSEVY KKAPPYPEQV VSASGKVLMA KDDILAGQSA WQTTGGMEVG SVLGHGAYQA PDWTADWLH RELSAWLDLT AQQTYGKKFD EVSPEEQAVL KTRLADEYRN QSRIKEDGSV VISDTRVKAI ESILPYYHGV Y GDDPALQT TREHFAMKNN TLPSQEAREK LFDFFFWTSW SASTNRPDET FTYTNNWPHE PLINNVPTTE NYMWSFTSVV LL LMGIGLL MWGYSFLTKH EEVEVPTEDP ISKVQLTPSQ KALGKYVFLT VALFVVQVLL GGLTAHYTVE GQGFYGIDEA LGF EMSDWF PYALTRTWHI QSAIFWIATG FLTAGLFLAP IVNGGKDPKF QRAGVNFLYI ALFIVVGGSY AGNFFALTHI LPPE FNFWF GHQGYEYLDL GRFWQLLLMV GLLLWLFLML RCTVSAFKEK GVDKNLLAIF VASMVGVGVF YAPGLFYGEK SPIAV MEYW RWWVVHLWVE GFFEVFATAA FAFVFYNMGF VRRSTATAST LAAAAIFMLG GVPGTLHHLY FSGSTSASMA IGACFS ALE VVPLVLLGRE AYEHWSYQHL SEWAKRLRWP LMCFVAVAFW NMIGAGVFGF LINPPISLFY IQGLNTSAVH AHAALFG VY GFLALGFVLL VARYLKPNVQ FDDKLMTWGF WLLNGGLVGM IAISLLPVGV IQAYASITHG LWYARSEEFL QMEILDTL R WVRTAADLIF IGGAICVAIQ ATKIVFGRDK

UniProtKB: Nitric-oxide reductase

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分子 #2: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

分子名称: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 4 / 式: HEM
分子量理論値: 616.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

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分子 #3: FE (III) ION

分子名称: FE (III) ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: FE
分子量理論値: 55.845 Da

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分子 #4: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 Da

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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4.0 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: Blot time of 6 seconds, with accompanying blot force of 6..

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-40 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3182 / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 69.44 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 / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: -3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: -1.0 µm / 倍率（公称値）: 130000
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

粒子像選択選択した数: 970000
詳細: 2D templates generated from 2,000 manually picked particles. Templates (low pass filtered to 20 angstrom) then used for automated picking of micrographs.
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / 使用した粒子像数: 233556
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
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:

6l1x


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-6l3h:
Cryo-EM structure of dimeric quinol dependent Nitric Oxide Reductase (qNOR) from the pathogen Neisseria meninigitidis

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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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