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- EMDB-16887: Cryo-EM structure of the undecorated barbed end of filamentous be... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-16887
タイトルCryo-EM structure of the undecorated barbed end of filamentous beta/gamma actin
マップデータ3D-refined, sharpened cryo-EM density map of the undecorated barbed end of F-actin.
試料
  • 複合体: actin-phalloidin complex
    • 複合体: cytosolic beta-gamma actin
    • 複合体: phalloidin
    • タンパク質・ペプチド: Actin, cytoplasmic 1
  • タンパク質・ペプチド: PHALLOIDIN
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードActin filament / cytoskeletal protein / ATPase / STRUCTURAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Cell-extracellular matrix interactions / Adherens junctions interactions / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / Gap junction degradation / Formation of annular gap junctions / MAP2K and MAPK activation / RHOF GTPase cycle / EPHB-mediated forward signaling / Regulation of actin dynamics for phagocytic cup formation / RHO GTPases Activate WASPs and WAVEs ...Cell-extracellular matrix interactions / Adherens junctions interactions / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / Gap junction degradation / Formation of annular gap junctions / MAP2K and MAPK activation / RHOF GTPase cycle / EPHB-mediated forward signaling / Regulation of actin dynamics for phagocytic cup formation / RHO GTPases Activate WASPs and WAVEs / RHO GTPases activate IQGAPs / RHO GTPases Activate Formins / DNA Damage Recognition in GG-NER / UCH proteinases / VEGFA-VEGFR2 Pathway / structural constituent of postsynaptic actin cytoskeleton / dense body / Clathrin-mediated endocytosis / NuA4 histone acetyltransferase complex / axonogenesis / cell motility / actin filament / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / actin cytoskeleton / cytoskeleton / hydrolase activity / axon / focal adhesion / synapse / protein kinase binding / protein-containing complex / ATP binding / membrane / nucleus / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Actin, cytoplasmic 1
類似検索 - 構成要素
生物種Bos taurus (ウシ) / Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.59 Å
データ登録者Oosterheert W / Blanc FEC / Roy A / Belyy A / Hofnagel O / Hummer G / Bieling P / Raunser S
資金援助 ドイツ, European Union, 3件
OrganizationGrant number国
Max Planck Society ドイツ
Alexander von Humboldt Foundation ドイツ
European Research Council (ERC)856118European Union
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2023
タイトル: Molecular mechanisms of inorganic-phosphate release from the core and barbed end of actin filaments.
著者: Wout Oosterheert / Florian E C Blanc / Ankit Roy / Alexander Belyy / Micaela Boiero Sanders / Oliver Hofnagel / Gerhard Hummer / Peter Bieling / Stefan Raunser /
要旨: The release of inorganic phosphate (P) from actin filaments constitutes a key step in their regulated turnover, which is fundamental to many cellular functions. The mechanisms underlying P release ...The release of inorganic phosphate (P) from actin filaments constitutes a key step in their regulated turnover, which is fundamental to many cellular functions. The mechanisms underlying P release from the core and barbed end of actin filaments remain unclear. Here, using human and bovine actin isoforms, we combine cryo-EM with molecular-dynamics simulations and in vitro reconstitution to demonstrate how actin releases P through a 'molecular backdoor'. While constantly open at the barbed end, the backdoor is predominantly closed in filament-core subunits and opens only transiently through concerted amino acid rearrangements. This explains why P escapes rapidly from the filament end but slowly from internal subunits. In a nemaline-myopathy-associated actin variant, the backdoor is predominantly open in filament-core subunits, resulting in accelerated P release and filaments with drastically shortened ADP-P caps. Our results provide the molecular basis for P release from actin and exemplify how a disease-linked mutation distorts the nucleotide-state distribution and atomic structure of the filament.
履歴
登録2023年3月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年8月9日-
マップ公開2023年8月9日-
更新2023年11月22日-
現状2023年11月22日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_16887.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_16887.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈3D-refined, sharpened cryo-EM density map of the undecorated barbed end of F-actin.
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.)
1.21 Å/pix.
x 384 pix.
= 464.64 Å		1.21 Å/pix.
x 384 pix.
= 464.64 Å		1.21 Å/pix.
x 384 pix.
= 464.64 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: 1.21 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: 2.25
最小 - 最大-3.310238 - 9.226526
平均 (標準偏差)-0.0017824335 (±0.21388076)
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: 464.64 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_16887_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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追加マップ: 3D-refined, unsharpened cryo-EM density map of the undecorated...

ファイルemd_16887_additional_1.map
注釈3D-refined, unsharpened cryo-EM density map of the undecorated barbed end of F-actin.
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 2 of the refinement of the...

ファイルemd_16887_half_map_1.map
注釈Half map 2 of the refinement of the undecorated barbed end of F-actin.
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 1 of the refinement of the...

ファイルemd_16887_half_map_2.map
注釈Half map 1 of the refinement of the undecorated barbed end of F-actin.
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 : actin-phalloidin complex

全体名称: actin-phalloidin complex
要素
  • 複合体: actin-phalloidin complex
    • 複合体: cytosolic beta-gamma actin
    • 複合体: phalloidin
    • タンパク質・ペプチド: Actin, cytoplasmic 1
  • タンパク質・ペプチド: PHALLOIDIN
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: actin-phalloidin complex

超分子名称: actin-phalloidin complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
詳細: Actin was purified as monomer from bovine thymus. Short filaments were reconstituted in vitro to obtain the barbed end structure.

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超分子 #2: cytosolic beta-gamma actin

超分子名称: cytosolic beta-gamma actin / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ) / 組織: thymus / 細胞中の位置: cytoplasm

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超分子 #3: phalloidin

超分子名称: phalloidin / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1
由来(天然)生物種: Amanita phalloides (タマゴテングタケ)

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分子 #1: Actin, cytoplasmic 1

分子名称: Actin, cytoplasmic 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ) / 組織: thymus
分子量理論値: 41.79568 KDa
配列文字列: MDDDIAALVV DNGSGMCKAG FAGDDAPRAV FPSIVGRPRH QGVMVGMGQK DSYVGDEAQS KRGILTLKYP IE(HIC)GIV TNW DDMEKIWHHT FYNELRVAPE EHPVLLTEAP LNPKANREKM TQIMFETFNT PAMYVAIQAV LSLYASGRTT GIVMDSG DG ...文字列:
MDDDIAALVV DNGSGMCKAG FAGDDAPRAV FPSIVGRPRH QGVMVGMGQK DSYVGDEAQS KRGILTLKYP IE(HIC)GIV TNW DDMEKIWHHT FYNELRVAPE EHPVLLTEAP LNPKANREKM TQIMFETFNT PAMYVAIQAV LSLYASGRTT GIVMDSG DG VTHTVPIYEG YALPHAILRL DLAGRDLTDY LMKILTERGY SFTTTAEREI VRDIKEKLCY VALDFEQEMA TAASSSSL E KSYELPDGQV ITIGNERFRC PEALFQPSFL GMESCGIHET TFNSIMKCDV DIRKDLYANT VLSGGTTMYP GIADRMQKE ITALAPSTMK IKIIAPPERK YSVWIGGSIL ASLSTFQQMW ISKQEYDESG PSIVHRKCF

UniProtKB: Actin, cytoplasmic 1

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分子 #2: PHALLOIDIN

分子名称: PHALLOIDIN / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
分子量理論値: 808.899 Da
配列文字列:
W(EEP)A(DTH)C(HYP)A

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分子 #3: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*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: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 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

緩衝液pH: 7.1
構成要素:
濃度名称式
10.0 mMimidazole
100.0 mMpotassium chlorideKCl
2.0 mMmagnesium clorideMgCl2
1.0 mMethylene glycol-bis(beta-aminoethyl ether)-N,N,N,N-tetraacetic acidEGTA

詳細: 10 mM imidazole pH 7.1, 100 mM KCl, 2 mM MgCl2 and 1 mM EGTA
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 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 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 90 sec.
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 286 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細Sample was directly collected from size-exclusion chromatography fractions.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
詳細Microsope alignment was performed using SHERPA (Thermo Fisher)
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: INTEGRATING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1316 / 平均露光時間: 4.0 sec. / 平均電子線量: 56.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.7 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm / 倍率（公称値）: 120000
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: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Falcon III operated in linear mode.
粒子像選択選択した数: 252982 / 詳細: CrYOLO was trained to pick filament ends.
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
EMDB ID:

3835

最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.59 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2)
詳細: Performed in CryoSPARC. All barbed end particles were isolated from from other particles that represented pointed end and filament core.
使用した粒子像数: 43618
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2) / 詳細: First refinement performed in CryoSPARC.
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2)
詳細: Final refinement performed in CryoSPARC. The barbed end structure was refined as a single particle without applying any restraints.
最終 3次元分類クラス数: 2 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2)
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:

8a2t


Chain - Chain ID: c / Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
詳細Real space refinement in phenix.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8oi6:
Cryo-EM structure of the undecorated barbed end of filamentous beta/gamma actin

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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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