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- EMDB-1440: The subnanometer resolution structure of the glutamate synthase 1... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-1440
タイトルThe subnanometer resolution structure of the glutamate synthase 1.2-MDa hexamer by cryoelectron microscopy and its oligomerization behavior in solution: functional implications.
マップデータThis is the 3D map file of Azospirillum brasilense NADPH-GltS (glutamate synthase)
試料
  • 試料: Azospirillum brasilense NADPH-GltS
  • タンパク質・ペプチド: NADPH-glutamate synthase
機能・相同性
機能・相同性情報


glutamate synthase (NADPH) / glutamate synthase (NADPH) activity / L-glutamate biosynthetic process / 3 iron, 4 sulfur cluster binding / glutamine metabolic process / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Glutamate synthase NADPH small chain-like / : / Glutamate synthase, central-N / Glutamate synthase domain / Glutamate synthase, central-N / Glutamine amidotransferases class-II / Conserved region in glutamate synthase / Glutamate synthase central domain / Glutamate synthase, alpha subunit, C-terminal / : ...Glutamate synthase NADPH small chain-like / : / Glutamate synthase, central-N / Glutamate synthase domain / Glutamate synthase, central-N / Glutamine amidotransferases class-II / Conserved region in glutamate synthase / Glutamate synthase central domain / Glutamate synthase, alpha subunit, C-terminal / : / GXGXG motif / Glutamate synthase, alpha subunit, C-terminal domain superfamily / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II, 4Fe-4S cluster / Glutamine amidotransferase type 2 domain profile. / Glutamine amidotransferase type 2 domain / Alpha-helical ferredoxin / FAD/NAD(P)-binding domain / Pyridine nucleotide-disulphide oxidoreductase / Nucleophile aminohydrolases, N-terminal / FAD/NAD(P)-binding domain superfamily / Aldolase-type TIM barrel
類似検索 - ドメイン・相同性
Glutamate synthase [NADPH] large chain / Glutamate synthase [NADPH] small chain
類似検索 - 構成要素
生物種Azospirillum brasilense (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 9.5 Å
データ登録者Cottevieille M / Larquet E / Jonic S / Petoukhov MV / Caprini G / Paravisi S / Svergun DI / Vanoni MA / Boisset N
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2008
タイトル: The subnanometer resolution structure of the glutamate synthase 1.2-MDa hexamer by cryoelectron microscopy and its oligomerization behavior in solution: functional implications.
著者: Magali Cottevieille / Eric Larquet / Slavica Jonic / Maxim V Petoukhov / Gianluca Caprini / Stefano Paravisi / Dmitri I Svergun / Maria A Vanoni / Nicolas Boisset /
要旨: The three-dimensional structure of the hexameric (alphabeta)(6) 1.2-MDa complex formed by glutamate synthase has been determined at subnanometric resolution by combining cryoelectron microscopy, ...The three-dimensional structure of the hexameric (alphabeta)(6) 1.2-MDa complex formed by glutamate synthase has been determined at subnanometric resolution by combining cryoelectron microscopy, small angle x-ray scattering, and molecular modeling, providing for the first time a molecular model of this complex iron-sulfur flavoprotein. In the hexameric species, interprotomeric alpha-alpha and alpha-beta contacts are mediated by the C-terminal domain of the alpha subunit, which is based on a beta helical fold so far unique to glutamate synthases. The alphabeta protomer extracted from the hexameric model is fully consistent with it being the minimal catalytically active form of the enzyme. The structure clarifies the electron transfer pathway from the FAD cofactor on the beta subunit, to the FMN on the alpha subunit, through the low potential [4Fe-4S](1+/2+) centers on the beta subunit and the [3Fe-4S](0/1+) cluster on the alpha subunit. The (alphabeta)(6) hexamer exhibits a concentration-dependent equilibrium with alphabeta monomers and (alphabeta)(2) dimers, in solution, the hexamer being destabilized by high ionic strength and, to a lower extent, by the reaction product NADP(+). Hexamerization seems to decrease the catalytic efficiency of the alphabeta protomer only 3-fold by increasing the K(m) values measured for l-Gln and 2-OG. However, it cannot be ruled out that the (alphabeta)(6) hexamer acts as a scaffold for the assembly of multienzymatic complexes of nitrogen metabolism or that it provides a means to regulate the activity of the enzyme through an as yet unknown ligand.
履歴
登録2007年4月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2007年10月4日-
マップ公開2008年1月9日-
更新2011年5月26日-
現状2011年5月26日処理サイト: PDBe / 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: 125
  • 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: 125
  • 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-2vdc
  • 表面レベル: 125
  • 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

1440.gif

emd_1440.tif

emd_1440_1.tif

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_1440.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 26.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈This is the 3D map file of Azospirillum brasilense NADPH-GltS (glutamate synthase)
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.)
1.59 Å/pix.
x 192 pix.
= 304.8 Å		1.59 Å/pix.
x 192 pix.
= 304.8 Å		1.59 Å/pix.
x 192 pix.
= 304.8 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: 1.5875 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル1: 125.0 / ムービー #1: 125
最小 - 最大-799.538000000000011 - 1332.420000000000073
平均 (標準偏差)5.0626 (±98.685500000000005)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-96-96-96
サイズ192192192
Spacing192192192
セルA=B=C: 304.8 Å
α=β=γ: 90 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.58751.58751.5875
M x/y/z192192192
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z304.800304.800304.800
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-60-60-59
NX/NY/NZ120120120
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-96-96-96
NC/NR/NS192192192
D min/max/mean-799.5381332.4185.063

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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 : Azospirillum brasilense NADPH-GltS

全体名称: Azospirillum brasilense NADPH-GltS
要素
  • 試料: Azospirillum brasilense NADPH-GltS
  • タンパク質・ペプチド: NADPH-glutamate synthase

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超分子 #1000: Azospirillum brasilense NADPH-GltS

超分子名称: Azospirillum brasilense NADPH-GltS / タイプ: sample / ID: 1000 / 集合状態: Glutamate synthase is a heterohexamer / Number unique components: 1
分子量実験値: 1.2 MDa / 理論値: 1.29 MDa / 手法: small-angle X-ray scattering

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分子 #1: NADPH-glutamate synthase

分子名称: NADPH-glutamate synthase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: bacterial glutamate synthase
詳細: Additional InterPro entries: IPR006982 Glutamate synthase, central-N IPR012220 Glutamate synthase, eukaryotic IPR012061 Glutamate synthase, large subunit region 3, putative IPR012375 ...詳細: Additional InterPro entries: IPR006982 Glutamate synthase, central-N IPR012220 Glutamate synthase, eukaryotic IPR012061 Glutamate synthase, large subunit region 3, putative IPR012375 Glutamate synthase, large subunit region 1 amidotransferase, putative IPR002932 Glutamate synthase, central-C IPR002489 Glutamate synthase, alpha subunit, C-terminal IPR014666 Ferredoxin-dependent glutamate synthase IPR012075 Glutamate synthase, large subunit region 1 and 3, putative IPR006006 Glutamate synthase, NADH/NADPH, small subunit 2 IPR006005 Glutamate synthase, NADH/NADPH, small subunit 1
コピー数: 6 / 集合状態: (alpha)6 (beta)6 / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Azospirillum brasilense (バクテリア) / 株: Sp7 / 細胞中の位置: cytoplasm
分子量実験値: 1.29 MDa / 理論値: 1.2 MDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換プラスミド: pET11a
配列GO: glutamate synthase (NADPH) activity / InterPro: Glutamate synthase, central-N

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実験情報

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構造解析

手法ネガティブ染色法, 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9.25 mg/mL
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 25 mM Hepes/KOH, 1 mM EDTA, 1 mM DTT
染色タイプ: NEGATIVE
詳細: CRYOEM : 4 microL were applied on a 200 mesh copper grid, coated with a thin holey carbon film. After blotting the excess of solution with Whatman paper, the grid was rapidly plunged into liquid ethane
グリッド詳細: 200 mesh copper grid, coated with a thin holey
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: HOMEMADE PLUNGER / 詳細: Vitrification instrument: manual plunger / 手法: Manual single-sided blotting

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電子顕微鏡法

顕微鏡JEOL 2010UHR
温度最低: 91.15 K / 最高: 93.15 K / 平均: 93.15 K
詳細low-dose illumination
日付2005年5月10日
撮影カテゴリ: FILM / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM / デジタル化 - スキャナー: OTHER / デジタル化 - サンプリング間隔: 1.59 µm / 実像数: 151 / 平均電子線量: 10 e/Å2 / 詳細: Scanner model : Nikon Coolscan 8000ED / ビット/ピクセル: 8
Tilt angle min0
Tilt angle max0
電子線加速電圧: 200 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 / Cs: 0.5 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.7 µm / 倍率（公称値）: 50000
試料ステージ試料ホルダー: Gatan / 試料ホルダーモデル: GATAN LIQUID NITROGEN

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画像解析

詳細Particles were automatically selected using Roseman algorithm with SPIDER software
CTF補正詳細: Wiener filtration of volumes from focal series
最終 再構成想定した対称性 - 点群: D3 (2回x3回 2面回転対称)
アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 9.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: SPIDER / 使用した粒子像数: 12800
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

ソフトウェア名称: Chimera
詳細Protocol: Rigid Body. One alpha dimer (1EA0) and one beta model (homology modelling) were separately fitted by manual docking using Chimera software. D3 symmetry was used to reconstruct the whole complex.
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-2vdc:
THE 9.5 A RESOLUTION STRUCTURE OF GLUTAMATE SYNTHASE FROM CRYO-ELECTRON MICROSCOPY AND ITS OLIGOMERIZATION BEHAVIOR IN SOLUTION: FUNCTIONAL IMPLICATIONS.

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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)

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  • 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。
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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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