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- EMDB-20817: Cryo-EM structure of HIV-1 neutralizing antibody DH270 UCA3 in co... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-20817
タイトルCryo-EM structure of HIV-1 neutralizing antibody DH270 UCA3 in complex with CH848 10.17DT Env
マップデータ
試料
  • 複合体: DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT
    • タンパク質・ペプチド: Envelope glycoprotein gp160
    • タンパク質・ペプチド: DH270 UCA3 Fab Heavy Chain
    • タンパク質・ペプチド: DH270 UCA3 Fab Light Chain
  • タンパク質・ペプチド: CH848 10.17 DT gp120
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードV3-glycan site / unmutated common ancestor / DH270 lineage / VIRAL PROTEIN / VIRAL PROTEIN-immune system complex
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of plasma membrane raft polarization / positive regulation of receptor clustering / positive regulation of establishment of T cell polarity / host cell endosome membrane / clathrin-dependent endocytosis of virus by host cell / viral protein processing / fusion of virus membrane with host plasma membrane / virus-mediated perturbation of host defense response / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope ...positive regulation of plasma membrane raft polarization / positive regulation of receptor clustering / positive regulation of establishment of T cell polarity / host cell endosome membrane / clathrin-dependent endocytosis of virus by host cell / viral protein processing / fusion of virus membrane with host plasma membrane / virus-mediated perturbation of host defense response / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / apoptotic process / host cell plasma membrane / structural molecule activity / virion membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Envelope glycoprotein Gp160 / Retroviral envelope protein / Retroviral envelope protein GP41-like / Gp120 core superfamily / Envelope glycoprotein GP120 / Human immunodeficiency virus 1, envelope glycoprotein Gp120
類似検索 - ドメイン・相同性
Envelope glycoprotein gp160 / Envelope glycoprotein gp160
類似検索 - 構成要素
生物種Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.2 Å
データ登録者Acharya P / Henderson RC
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Human Genome Research Institute (NIH/NHGRI)UM1-AI100645 米国
National Institutes of Health/National Human Genome Research Institute (NIH/NHGRI)UM1-AI144371 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2019
タイトル: Targeted selection of HIV-specific antibody mutations by engineering B cell maturation.
著者: Kevin O Saunders / Kevin Wiehe / Ming Tian / Priyamvada Acharya / Todd Bradley / S Munir Alam / Eden P Go / Richard Scearce / Laura Sutherland / Rory Henderson / Allen L Hsu / Mario J Borgnia ...著者: Kevin O Saunders / Kevin Wiehe / Ming Tian / Priyamvada Acharya / Todd Bradley / S Munir Alam / Eden P Go / Richard Scearce / Laura Sutherland / Rory Henderson / Allen L Hsu / Mario J Borgnia / Haiyan Chen / Xiaozhi Lu / Nelson R Wu / Brian Watts / Chuancang Jiang / David Easterhoff / Hwei-Ling Cheng / Kelly McGovern / Peyton Waddicor / Aimee Chapdelaine-Williams / Amanda Eaton / Jinsong Zhang / Wes Rountree / Laurent Verkoczy / Mark Tomai / Mark G Lewis / Heather R Desaire / Robert J Edwards / Derek W Cain / Mattia Bonsignori / David Montefiori / Frederick W Alt / Barton F Haynes /
要旨: INTRODUCTION: A major goal of HIV-1 vaccine development is the design of immunogens that induce broadly neutralizing antibodies (bnAbs). However, vaccination of humans has not resulted in the ...INTRODUCTION: A major goal of HIV-1 vaccine development is the design of immunogens that induce broadly neutralizing antibodies (bnAbs). However, vaccination of humans has not resulted in the induction of affinity-matured and potent HIV-1 bnAbs. To devise effective vaccine strategies, we previously determined the maturation pathway of select HIV-1 bnAbs from acute infection through neutralizing antibody development. During their evolution, bnAbs acquire an abundance of improbable amino acid substitutions as a result of nucleotide mutations at variable region sequences rarely targeted by activation-induced cytidine deaminase, the enzyme responsible for antibody mutation. A subset of improbable mutations is essential for broad neutralization activity, and their acquisition represents a key roadblock to bnAb development.
RATIONALE: Current bnAb lineage-based vaccine strategies can initiate bnAb lineage development in animal models but have not specifically elicited the improbable mutations required for neutralization ...RATIONALE: Current bnAb lineage-based vaccine strategies can initiate bnAb lineage development in animal models but have not specifically elicited the improbable mutations required for neutralization breadth. Induction of bnAbs requires vaccine strategies that specifically engage bnAb precursors and subsequently select for improbable mutations required for broadly neutralizing activity. We hypothesized that vaccination with immunogens that bind with moderate to high affinity to bnAb B cell precursors, and with higher affinity to precursors that have acquired improbable mutations, could initiate bnAb B cell lineages and select for key improbable mutations required for bnAb development.
RESULTS: We elicited serum neutralizing HIV-1 antibodies in human bnAb precursor knock-in mice and wild-type macaques vaccinated with immunogens designed to select for improbable mutations. We ...RESULTS: We elicited serum neutralizing HIV-1 antibodies in human bnAb precursor knock-in mice and wild-type macaques vaccinated with immunogens designed to select for improbable mutations. We designed two HIV-1 envelope immunogens that bound precursor B cells of either a CD4 binding site or V3-glycan bnAb lineage. In vitro, these immunogens bound more strongly to bnAb precursors once the precursor acquired the desired improbable mutations. Vaccination of macaques with the CD4 binding site–targeting immunogen induced CD4 binding site serum neutralizing antibodies. Antibody sequences elicited in human bnAb precursor knock-in mice encoded functional improbable mutations critical for bnAb development. In bnAb precursor knock-in mice, we isolated a vaccine-elicited monoclonal antibody bearing functional improbable mutations that was capable of neutralizing multiple HIV-1 global isolates. Structures of a bnAb precursor, a bnAb, and the vaccine-elicited antibody revealed the precise roles that acquired improbable mutations played in recognizing the HIV-1 envelope. Thus, our immunogens elicited antibody responses in macaques and knock-in mice that exhibited the mutational patterns, structural characteristics, or neutralization profiles of nascent broadly neutralizing antibodies.
CONCLUSION: Our study represents a proof of concept for targeted selection of improbable mutations to guide antibody affinity maturation. Moreover, this study demonstrates a rational strategy for ...CONCLUSION: Our study represents a proof of concept for targeted selection of improbable mutations to guide antibody affinity maturation. Moreover, this study demonstrates a rational strategy for sequential immunogen design to circumvent the difficult roadblocks in HIV-1 bnAb induction by vaccination. We show that immunogens should exhibit differences in affinity across antibody maturation stages where improbable mutations are necessary for the desired antibody function. This strategy of selection of specific antibody nucleotides by immunogen design can be applied to B cell lineages targeting other pathogens where guided affinity maturation is needed for a protective antibody response.
履歴
登録2019年10月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年12月18日-
マップ公開2019年12月18日-
更新2024年11月6日-
現状2024年11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: 0.7
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.7
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6um5
  • 表面レベル: 0.7
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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_20817.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_20817.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
1.08 Å/pix.
x 320 pix.
= 345.6 Å		1.08 Å/pix.
x 320 pix.
= 345.6 Å		1.08 Å/pix.
x 320 pix.
= 345.6 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: 1.08 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: 0.7 / ムービー #1: 0.7
最小 - 最大-0.94486827 - 2.0845234
平均 (標準偏差)0.004383294 (±0.09123344)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 345.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.081.081.08
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z345.600345.600345.600
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.9452.0850.004

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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 : DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT

全体名称: DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT
要素
  • 複合体: DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT
    • タンパク質・ペプチド: Envelope glycoprotein gp160
    • タンパク質・ペプチド: DH270 UCA3 Fab Heavy Chain
    • タンパク質・ペプチド: DH270 UCA3 Fab Light Chain
  • タンパク質・ペプチド: CH848 10.17 DT gp120
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT

超分子名称: DH270 UCA3 Fab bound to HIV-1 Env CH848 10.17DT / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2-#4
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 360 KDa

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分子 #1: CH848 10.17 DT gp120

分子名称: CH848 10.17 DT gp120 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 51.693512 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: ENLWVTVYYG VPVWKEAKTT LFCASDARAY EKEVHNVWAT HACVPTDPSP QELVLGNVTE NFNMWKNDMV DQMHEDIISL WDQSLKPCV KLTPLCVTLI CSDATVKTGT VEEMKNCSFN TTTEIRDKEK KEYALFYKPD IVPLSETNNT SEYRLINCNT S CVTQACPK ...文字列:
ENLWVTVYYG VPVWKEAKTT LFCASDARAY EKEVHNVWAT HACVPTDPSP QELVLGNVTE NFNMWKNDMV DQMHEDIISL WDQSLKPCV KLTPLCVTLI CSDATVKTGT VEEMKNCSFN TTTEIRDKEK KEYALFYKPD IVPLSETNNT SEYRLINCNT S CVTQACPK VTFEPIPIHY CAPAGYAILK CNDETFNGTG PCSNVSTVQC THGIRPVVST QLLLNGSLAE KEIVIRSENL TN NAKIIIV HLHTPVEIVC TRPNNNTRKS VRIGPGQTFY ATGDIIGDIK QAHCNISEEK WNDTLQKVGI ELQKHFPNKT IKY NQSAGG DMEITTHSFN CGGEFFYCNT SNLFNGTYNG TYISTNSSAN STSTITLQCR IKQIINMWQG VGRCMYAPPI AGNI TCRSN ITGLLLTRDG GTNSNETETF RPAGGDMRDN WRSELYKYKV VKIEPLGVAP TRCKRRV

UniProtKB: Envelope glycoprotein gp160

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分子 #2: Envelope glycoprotein gp160

分子名称: Envelope glycoprotein gp160 / 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: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 17.162525 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
AVGIGAVFLG FLGAAGSTMG AASMTLTVQA RNLLSGIVQQ QSNLLRAIEA QQHLLKLTVW GIKQLQARVL AVERYLRDQQ LLGIWGCSG KLICCTNVPW NSSWSNRNLS EIWDNMTWLQ WDKEISNYTQ IIYGLLEESQ NQQEKNEQDL LALD

UniProtKB: Envelope glycoprotein gp160

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分子 #3: DH270 UCA3 Fab Heavy Chain

分子名称: DH270 UCA3 Fab Heavy Chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 25.779795 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: QVQLVQSGAE VKKPGASVKV SCKASGYTFT GYYMHWVRQA PGQGLEWMGW INPNSGGTNY AQKFQGRVTM TRDTSISTAY MELSRLRSD DTAVYYCARG GWISLYYDSS GYPNFDYWGQ GTLVTVSGAS TKGPSVFPLA PSSKSTSGGT AALGCLVKDY F PEPVTVSW ...文字列:
QVQLVQSGAE VKKPGASVKV SCKASGYTFT GYYMHWVRQA PGQGLEWMGW INPNSGGTNY AQKFQGRVTM TRDTSISTAY MELSRLRSD DTAVYYCARG GWISLYYDSS GYPNFDYWGQ GTLVTVSGAS TKGPSVFPLA PSSKSTSGGT AALGCLVKDY F PEPVTVSW NSGALTSGVH TFPAVLQSSG LYSLSSVVTV PSSSLGTQTY ICNVNHKPSN TKVDKRVEPK SCDKHHHHHH

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分子 #4: DH270 UCA3 Fab Light Chain

分子名称: DH270 UCA3 Fab Light Chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 22.648039 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: QSALTQPASV SGSPGQSITI SCTGTSSDVG SYNLVSWYQQ HPGKAPKLMI YEVSKRPSGV SNRFSGSKSG NTASLTISGL QAEDEADYY CCSYAGSSTV IFGGGTKLTV LGQPKGAPSV TLFPPSSEEL QANKATLVCL ISDFYPGAVT VAWKADSSPV K AGVETTTP ...文字列:
QSALTQPASV SGSPGQSITI SCTGTSSDVG SYNLVSWYQQ HPGKAPKLMI YEVSKRPSGV SNRFSGSKSG NTASLTISGL QAEDEADYY CCSYAGSSTV IFGGGTKLTV LGQPKGAPSV TLFPPSSEEL QANKATLVCL ISDFYPGAVT VAWKADSSPV K AGVETTTP SKQSNNKYAA SSYLSLTPEQ WKSHRSYSCQ VTHEGSTVEK TVAPTECS

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分子 #9: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 27 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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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: 7.2
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 4C / 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: 60 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: LEICA PLUNGER

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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 III (4k x 4k)
平均電子線量: 42.0 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: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

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: C3 (3回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 22093
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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