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- EMDB-18592: E.coli DNA gyrase in complex with 217 bp substrate DNA and LEI-800 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-18592
タイトルE.coli DNA gyrase in complex with 217 bp substrate DNA and LEI-800
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fragment and LEI-800
    • タンパク質・ペプチド: DNA gyrase subunit A
    • タンパク質・ペプチド: DNA gyrase subunit B
    • DNA: Mu217 chain E
    • DNA: Mu217 chain F
  • リガンド: ~{N}-[[(2~{S},5~{R})-5-(4-pyridin-3-ylphenyl)pyrrolidin-2-yl]methyl]isoquinoline-5-sulfonamide
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードTOPOISOMERASE / GYRASE / ALLOSTERIC INHIBITOR / ANTIBIOTIC / DNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


DNA negative supercoiling activity / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) complex / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) activity / DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing) / DNA topological change / ATP-dependent activity, acting on DNA / DNA-templated DNA replication / chromosome / response to xenobiotic stimulus / response to antibiotic ...DNA negative supercoiling activity / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) complex / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) activity / DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing) / DNA topological change / ATP-dependent activity, acting on DNA / DNA-templated DNA replication / chromosome / response to xenobiotic stimulus / response to antibiotic / DNA-templated transcription / DNA binding / ATP binding / metal ion binding / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
: / GyrB, hook / DNA gyrase subunit B insert domain / DNA gyrase B subunit insert domain / DNA gyrase, subunit A / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A, C-terminal repeat / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A, C-terminal / DNA gyrase C-terminal domain, beta-propeller / DNA gyrase subunit B, TOPRIM domain / DNA gyrase, subunit B ...: / GyrB, hook / DNA gyrase subunit B insert domain / DNA gyrase B subunit insert domain / DNA gyrase, subunit A / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A, C-terminal repeat / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A, C-terminal / DNA gyrase C-terminal domain, beta-propeller / DNA gyrase subunit B, TOPRIM domain / DNA gyrase, subunit B / DNA topoisomerase, type IIA, subunit B / DNA topoisomerase, type IIA, alpha-helical domain superfamily / DNA topoisomerase, type IIA, domain A / DNA topoisomerase, type IIA, domain A, alpha-beta / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A / DNA Topoisomerase IV / DNA gyrase B subunit, C-terminal / DNA gyrase B subunit, carboxyl terminus / DNA topoisomerase, type IIA, subunit B, domain 2 / DNA gyrase B / DNA topoisomerase, type IIA / DNA topoisomerase, type IIA, conserved site / DNA topoisomerase II signature. / TopoisomeraseII / DNA topoisomerase, type IIA, subunit B, C-terminal / Toprim domain / DNA topoisomerase, type IIA-like domain superfamily / Toprim domain profile. / TOPRIM domain / Histidine kinase-, DNA gyrase B-, and HSP90-like ATPase / Histidine kinase-like ATPases / Histidine kinase/HSP90-like ATPase / Histidine kinase/HSP90-like ATPase superfamily / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold, subgroup / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA gyrase subunit A / DNA gyrase subunit B
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / Escherichia phage Mu (ファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å
データ登録者Ghilarov D / Martin NI / van der Stelt M
資金援助 英国, European Union, オランダ, 4件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust221868/Z/20/Z 英国
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)BB/P012523/1 英国
European Research Council (ERC)725523European Union
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)16444 オランダ
引用ジャーナル: Nat Chem / 年: 2024
タイトル: Discovery of isoquinoline sulfonamides as allosteric gyrase inhibitors with activity against fluoroquinolone-resistant bacteria.
著者: Alexander T Bakker / Ioli Kotsogianni / Mariana Avalos / Jeroen M Punt / Bing Liu / Diana Piermarini / Berend Gagestein / Cornelis J Slingerland / Le Zhang / Joost J Willemse / Leela B ...著者: Alexander T Bakker / Ioli Kotsogianni / Mariana Avalos / Jeroen M Punt / Bing Liu / Diana Piermarini / Berend Gagestein / Cornelis J Slingerland / Le Zhang / Joost J Willemse / Leela B Ghimire / Richard J H B N van den Berg / Antonius P A Janssen / Tom H M Ottenhoff / Constant A A van Boeckel / Gilles P van Wezel / Dmitry Ghilarov / Nathaniel I Martin / Mario van der Stelt /
要旨: Bacteria have evolved resistance to nearly all known antibacterials, emphasizing the need to identify antibiotics that operate via novel mechanisms. Here we report a class of allosteric inhibitors of ...Bacteria have evolved resistance to nearly all known antibacterials, emphasizing the need to identify antibiotics that operate via novel mechanisms. Here we report a class of allosteric inhibitors of DNA gyrase with antibacterial activity against fluoroquinolone-resistant clinical isolates of Escherichia coli. Screening of a small-molecule library revealed an initial isoquinoline sulfonamide hit, which was optimized via medicinal chemistry efforts to afford the more potent antibacterial LEI-800. Target identification studies, including whole-genome sequencing of in vitro selected mutants with resistance to isoquinoline sulfonamides, unanimously pointed to the DNA gyrase complex, an essential bacterial topoisomerase and an established antibacterial target. Using single-particle cryogenic electron microscopy, we determined the structure of the gyrase-LEI-800-DNA complex. The compound occupies an allosteric, hydrophobic pocket in the GyrA subunit and has a mode of action that is distinct from the clinically used fluoroquinolones or any other gyrase inhibitor reported to date. LEI-800 provides a chemotype suitable for development to counter the increasingly widespread bacterial resistance to fluoroquinolones.
履歴
登録2023年10月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年6月19日-
マップ公開2024年6月19日-
更新2024年7月3日-
現状2024年7月3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_18592.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_18592.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.02 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.352
最小 - 最大-1.3492717 - 2.741727
平均 (標準偏差)-0.00022186567 (±0.03909377)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 408.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_18592_additional_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_18592_half_map_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_18592_half_map_2.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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試料の構成要素

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全体 : Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fra...

全体名称: Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fragment and LEI-800
要素
  • 複合体: Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fragment and LEI-800
    • タンパク質・ペプチド: DNA gyrase subunit A
    • タンパク質・ペプチド: DNA gyrase subunit B
    • DNA: Mu217 chain E
    • DNA: Mu217 chain F
  • リガンド: ~{N}-[[(2~{S},5~{R})-5-(4-pyridin-3-ylphenyl)pyrrolidin-2-yl]methyl]isoquinoline-5-sulfonamide
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fra...

超分子名称: Ternary complex of E.coli DNA gyrase with 217 bp linear dsDNA fragment and LEI-800
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: MG1655

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分子 #1: DNA gyrase subunit A

分子名称: DNA gyrase subunit A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: MG1655
分子量理論値: 58.824207 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: SSDLAREITP VNIEEELKSS YLDYAMSVIV GRALPDVRDG LKPVHRRVLY AMNVLGNDWN KAYKKSARVV GDVIGKYHPH GDSAVYDTI VRMAQPFSLR YMLVDGQGNF GSIDGDSAAA MRYTEIRLAK IAHELMADLE KETVDFVDNY DGTEKIPDVM P TKIPNLLV ...文字列:
SSDLAREITP VNIEEELKSS YLDYAMSVIV GRALPDVRDG LKPVHRRVLY AMNVLGNDWN KAYKKSARVV GDVIGKYHPH GDSAVYDTI VRMAQPFSLR YMLVDGQGNF GSIDGDSAAA MRYTEIRLAK IAHELMADLE KETVDFVDNY DGTEKIPDVM P TKIPNLLV NGSSGIAVGM ATNIPPHNLT EVINGCLAYI DDEDISIEGL MEHIPGPDFP TAAIINGRRG IEEAYRTGRG KV YIRARAE VEVDAKTGRE TIIVHEIPYQ VNKARLIEKI AELVKEKRVE GISALRDESD KDGMRIVIEV KRDAVGEVVL NNL YSQTQL QVSFGINMVA LHHGQPKIMN LKDIIAAFVR HRREVVTRRT IFELRKARDR AHILEALAVA LANIDPIIEL IRHA PTPAE AKTALVANPW QLGNVAAMLE RAGDDAARPE WLEPEFGVRD GLYYLTEQQA QAILDLRLQK LTGLEHEKLL DEYKE LLDQ IAELLRILGS ADRLMEVIRE ELELVREQFG DKRRTEITAN

UniProtKB: DNA gyrase subunit A

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分子 #2: DNA gyrase subunit B

分子名称: DNA gyrase subunit B / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing)
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: MG1655
分子量理論値: 89.641391 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: GPSNSYDSSS IKVLKGLDAV RKRPGMYIGD TDDGTGLHHM VFEVVDNAID EALAGHCKEI IVTIHADNSV SVQDDGRGIP TGIHPEEGV SAAEVIMTVL HAGGKFDDNS YKVSGGLHGV GVSVVNALSQ KLELVIQREG KIHRQIYEHG VPQAPLAVTG E TEKTGTMV ...文字列:
GPSNSYDSSS IKVLKGLDAV RKRPGMYIGD TDDGTGLHHM VFEVVDNAID EALAGHCKEI IVTIHADNSV SVQDDGRGIP TGIHPEEGV SAAEVIMTVL HAGGKFDDNS YKVSGGLHGV GVSVVNALSQ KLELVIQREG KIHRQIYEHG VPQAPLAVTG E TEKTGTMV RFWPSLETFT NVTEFEYEIL AKRLRELSFL NSGVSIRLRD KRDGKEDHFH YEGGIKAFVE YLNKNKTPIH PN IFYFSTE KDGIGVEVAL QWNDGFQENI YCFTNNIPQR DGGTHLAGFR AAMTRTLNAY MDKEGYSKKA KVSATGDDAR EGL IAVVSV KVPDPKFSSQ TKDKLVSSEV KSAVEQQMNE LLAEYLLENP TDAKIVVGKI IDAARAREAA RRAREMTRRK GALD LAGLP GKLADCQERD PALSELYLVE GDSAGGSAKQ GRNRKNQAIL PLKGKILNVE KARFDKMLSS QEVATLITAL GCGIG RDEY NPDKLRYHSI IIMTDADVDG SHIRTLLLTF FYRQMPEIVE RGHVYIAQPP LYKVKKGKQE QYIKDDEAMD QYQISI ALD GATLHTNASA PALAGEALEK LVSEYNATQK MINRMERRYP KAMLKELIYQ PTLTEADLSD EQTVTRWVNA LVSELND KE QHGSQWKFDV HTNAEQNLFE PIVRVRTHGV DTDYPLDHEF ITGGEYRRIC TLGEKLRGLL EEDAFIERGE RRQPVASF E QALDWLVKES RRGLSIQRYK GLGEMNPEQL WETTMDPESR RMLRVTVKDA IAADQLFTTL MGDAVEPRRA FIEENALKA A

UniProtKB: DNA gyrase subunit B

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分子 #3: Mu217 chain E

分子名称: Mu217 chain E / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage Mu (ファージ)
分子量理論値: 7.943173 KDa
配列文字列:
(DA)(DT)(DC)(DA)(DG)(DG)(DC)(DA)(DT)(DA) (DA)(DA)(DA)(DT)(DC)(DA)(DC)(DC)(DC)(DG) (DC)(DA)(DC)(DA)(DG)(DA)

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分子 #4: Mu217 chain F

分子名称: Mu217 chain F / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage Mu (ファージ)
分子量理論値: 8.031157 KDa
配列文字列:
(DT)(DC)(DT)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DG)(DG) (DT)(DG)(DA)(DT)(DT)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG) (DC)(DC)(DT)(DG)(DA)(DT)

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分子 #5: ~{N}-[[(2~{S},5~{R})-5-(4-pyridin-3-ylphenyl)pyrrolidin-2-yl]meth...

分子名称: ~{N}-[[(2~{S},5~{R})-5-(4-pyridin-3-ylphenyl)pyrrolidin-2-yl]methyl]isoquinoline-5-sulfonamide
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: LRL
分子量理論値: 444.549 Da

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分子 #6: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 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

濃度12 mg/mL
緩衝液pH: 8
詳細: 25 mM Na-HEPES pH 8 KOAc 30 mM MgOAc 2.5 mM TCEP 0.5 mM CHAPSO 8 mM
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細Monodisperse sample

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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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 39.58 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: 50.0 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）: 2.8000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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: 1810321
初期モデルモデルのタイプ: NONE
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: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2) / 使用した粒子像数: 139848
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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://pdbjlvh1.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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