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- EMDB-21501: Amyloid-beta(1-40) fibril derived from Alzheimer's disease cortic... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-21501
タイトルAmyloid-beta(1-40) fibril derived from Alzheimer's disease cortical tissue
マップデータCryoEM density map from RELION-based analysis
試料
  • 複合体: amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain
    • タンパク質・ペプチド: Amyloid-beta precursor protein
キーワードamyloid-beta / Alzheimer's disease / PROTEIN FIBRIL
機能・相同性
機能・相同性情報


amyloid-beta complex / growth cone lamellipodium / cellular response to norepinephrine stimulus / collateral sprouting in absence of injury / growth cone filopodium / microglia development / Formyl peptide receptors bind formyl peptides and many other ligands / axo-dendritic transport / regulation of Wnt signaling pathway / axon midline choice point recognition ...amyloid-beta complex / growth cone lamellipodium / cellular response to norepinephrine stimulus / collateral sprouting in absence of injury / growth cone filopodium / microglia development / Formyl peptide receptors bind formyl peptides and many other ligands / axo-dendritic transport / regulation of Wnt signaling pathway / axon midline choice point recognition / regulation of synapse structure or activity / hippocampal neuron apoptotic process / astrocyte activation involved in immune response / NMDA selective glutamate receptor signaling pathway / regulation of spontaneous synaptic transmission / mating behavior / growth factor receptor binding / peptidase activator activity / Insertion of tail-anchored proteins into the endoplasmic reticulum membrane / PTB domain binding / positive regulation of amyloid fibril formation / Golgi-associated vesicle / astrocyte projection / Lysosome Vesicle Biogenesis / neuron remodeling / Deregulated CDK5 triggers multiple neurodegenerative pathways in Alzheimer's disease models / nuclear envelope lumen / dendrite development / TRAF6 mediated NF-kB activation / positive regulation of protein metabolic process / signaling receptor activator activity / negative regulation of long-term synaptic potentiation / Advanced glycosylation endproduct receptor signaling / transition metal ion binding / The NLRP3 inflammasome / regulation of multicellular organism growth / main axon / modulation of excitatory postsynaptic potential / intracellular copper ion homeostasis / ECM proteoglycans / response to insulin-like growth factor stimulus / regulation of presynapse assembly / positive regulation of T cell migration / neuronal dense core vesicle / Purinergic signaling in leishmaniasis infection / cellular response to manganese ion / positive regulation of chemokine production / Notch signaling pathway / swimming behavior / extracellular matrix organization / neuron projection maintenance / clathrin-coated pit / astrocyte activation / axonogenesis / positive regulation of mitotic cell cycle / Mitochondrial protein degradation / positive regulation of calcium-mediated signaling / ionotropic glutamate receptor signaling pathway / platelet alpha granule lumen / regulation of neuron apoptotic process / response to interleukin-1 / cellular response to cAMP / cellular response to copper ion / positive regulation of glycolytic process / endosome lumen / positive regulation of long-term synaptic potentiation / trans-Golgi network membrane / central nervous system development / dendritic shaft / positive regulation of interleukin-1 beta production / protein serine/threonine kinase binding / learning / adult locomotory behavior / Post-translational protein phosphorylation / serine-type endopeptidase inhibitor activity / locomotory behavior / microglial cell activation / cellular response to nerve growth factor stimulus / TAK1-dependent IKK and NF-kappa-B activation / positive regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / visual learning / regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / synapse organization / positive regulation of interleukin-6 production / recycling endosome / response to lead ion / Golgi lumen / positive regulation of JNK cascade / cognition / Regulation of Insulin-like Growth Factor (IGF) transport and uptake by Insulin-like Growth Factor Binding Proteins (IGFBPs) / cellular response to amyloid-beta / endocytosis / positive regulation of tumor necrosis factor production / neuron projection development / positive regulation of inflammatory response / calcium ion transport / Platelet degranulation / regulation of translation / heparin binding / regulation of gene expression
類似検索 - 分子機能
Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding / Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding domain conserved site / Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding domain superfamily / Copper-binding of amyloid precursor, CuBD / Amyloid precursor protein (APP) copper-binding (CuBD) domain signature. / Amyloidogenic glycoprotein, heparin-binding / Amyloid A4 N-terminal heparin-binding / Amyloidogenic glycoprotein, amyloid-beta peptide superfamily / Beta-amyloid peptide (beta-APP) / Amyloidogenic glycoprotein, amyloid-beta peptide ...Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding / Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding domain conserved site / Amyloidogenic glycoprotein, copper-binding domain superfamily / Copper-binding of amyloid precursor, CuBD / Amyloid precursor protein (APP) copper-binding (CuBD) domain signature. / Amyloidogenic glycoprotein, heparin-binding / Amyloid A4 N-terminal heparin-binding / Amyloidogenic glycoprotein, amyloid-beta peptide superfamily / Beta-amyloid peptide (beta-APP) / Amyloidogenic glycoprotein, amyloid-beta peptide / Beta-amyloid precursor protein C-terminal / Amyloidogenic glycoprotein, intracellular domain, conserved site / Beta-amyloid precursor protein C-terminus / Amyloid precursor protein (APP) intracellular domain signature. / Amyloidogenic glycoprotein, extracellular / Amyloidogenic glycoprotein, E2 domain / E2 domain superfamily / Amyloidogenic glycoprotein, heparin-binding domain superfamily / E2 domain of amyloid precursor protein / Amyloid precursor protein (APP) E1 domain profile. / Amyloid precursor protein (APP) E2 domain profile. / amyloid A4 / Amyloidogenic glycoprotein / Proteinase inhibitor I2, Kunitz, conserved site / Pancreatic trypsin inhibitor (Kunitz) family signature. / BPTI/Kunitz family of serine protease inhibitors. / Pancreatic trypsin inhibitor Kunitz domain / Kunitz/Bovine pancreatic trypsin inhibitor domain / Pancreatic trypsin inhibitor (Kunitz) family profile. / Pancreatic trypsin inhibitor Kunitz domain superfamily / PH-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Amyloid-beta precursor protein
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.77 Å
データ登録者Ghosh U / Thurber KR
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2021
タイトル: Molecular structure of a prevalent amyloid-β fibril polymorph from Alzheimer's disease brain tissue.
著者: Ujjayini Ghosh / Kent R Thurber / Wai-Ming Yau / Robert Tycko /
要旨: Amyloid-β (Aβ) fibrils exhibit self-propagating, molecular-level polymorphisms that may contribute to variations in clinical and pathological characteristics of Alzheimer's disease (AD). We report ...Amyloid-β (Aβ) fibrils exhibit self-propagating, molecular-level polymorphisms that may contribute to variations in clinical and pathological characteristics of Alzheimer's disease (AD). We report the molecular structure of a specific fibril polymorph, formed by 40-residue Aβ peptides (Aβ40), that is derived from cortical tissue of an AD patient by seeded fibril growth. The structure is determined from cryogenic electron microscopy (cryoEM) images, supplemented by mass-per-length (MPL) measurements and solid-state NMR (ssNMR) data. Previous ssNMR studies with multiple AD patients had identified this polymorph as the most prevalent brain-derived Aβ40 fibril polymorph from typical AD patients. The structure, which has 2.8-Å resolution according to standard criteria, differs qualitatively from all previously described Aβ fibril structures, both in its molecular conformations and its organization of cross-β subunits. Unique features include twofold screw symmetry about the fibril growth axis, despite an MPL value that indicates three Aβ40 molecules per 4.8-Å β-sheet spacing, a four-layered architecture, and fully extended conformations for molecules in the central two cross-β layers. The cryoEM density, ssNMR data, and MPL data are consistent with β-hairpin conformations for molecules in the outer cross-β layers. Knowledge of this brain-derived fibril structure may contribute to the development of structure-specific amyloid imaging agents and aggregation inhibitors with greater diagnostic and therapeutic utility.
履歴
登録2020年3月2日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年4月1日-
マップ公開2021年1月13日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15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: 0.021
  • 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: 0.021
  • 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-6w0o
  • 表面レベル: 0.021
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-6w0o
  • Jmol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_21501.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_21501.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈CryoEM density map from RELION-based analysis
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 400 pix.
= 432. Å		1.08 Å/pix.
x 400 pix.
= 432. Å		1.08 Å/pix.
x 400 pix.
= 432. 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: 0.021 / ムービー #1: 0.021
最小 - 最大-0.0682921 - 0.13522795
平均 (標準偏差)-0.0000037405164 (±0.0031375533)
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: 432.00003 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/z400400400
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z432.000432.000432.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ400400400
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS400400400
D min/max/mean-0.0680.135-0.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_21501_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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試料の構成要素

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全体 : amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain

全体名称: amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain
要素
  • 複合体: amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain
    • タンパク質・ペプチド: Amyloid-beta precursor protein

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超分子 #1: amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain

超分子名称: amyloid-beta(1-40) fibrils derived from human AD brain
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: Fibrils produced by seeded growth using amyloid-beta in brain extract as the source of seeds. CryoEM and solid state NMR measurements were performed on second-generation seeded fibrils.
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 29 kDa/nm

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分子 #1: Amyloid-beta precursor protein

分子名称: Amyloid-beta precursor protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 4.335852 KDa
配列文字列:
DAEFRHDSGY EVHHQKLVFF AEDVGSNKGA IIGLMVGGVV

UniProtKB: Amyloid-beta precursor protein

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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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

濃度0.45 mg/mL
緩衝液pH: 7.4 / 構成要素 - 濃度: 10.0 mM / 構成要素 - 式: Na2HPO4/NaH2PO4 / 構成要素 - 名称: Phosphate buffer
詳細: 10 mM phosphate buffer with 0.01% NaN3 to avoid microbial contamination. Buffers were filtered to avoid contamination.
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 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. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 0.036000000000000004 kPa / 詳細: The grids were checked in microscope prior to use.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: LEICA PLUNGER
詳細: The grids were preblotted for 10 seconds and blotted for 6 seconds before plunging..
詳細Protein exists in solution as amyloid fibrils of varying lengths.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
アライメント法Coma free - Residual tilt: 6.0 mrad
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
詳細Preliminary grid screening was done manually in FEI T12.
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-50 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1337 / 平均露光時間: 10.0 sec. / 平均電子線量: 73.5 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: 100.0 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）: -3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: -0.5 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

詳細The selected images were corrected for gain. The gain reference was not rotated or flipped.
最終 再構成使用したクラス数: 1
想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 2.45 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: 179.66 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.77 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. custom) / ソフトウェア - 詳細: modified from 3.0-beta
詳細: A modified version of RELION 3.0-beta was used for the reconstruction. The modified version allowed local averaging of the rotation angle. Final reconstruction used 2-fold screw symmetry.
使用した粒子像数: 14775
Segment selection選択した数: 19790 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / ソフトウェア - 詳細: manual picking
詳細: The particles were picked using Relion manual pick, with a 20A low pass filter and particle diameter of 30A.
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: The initial model was taken from a lower-resolution cryoEM reconstruction of amyloid-beta(1-40) fibrils prepared without brain seeding, low-pass filtered at 10 Angstrom resolution.
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細Xplor-NIH was used to combine EM density with phi/psi restraints from NMR chemical shifts (from Talos-N Version 4.21 Rev 2016.343.11.31).
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-6w0o:
Amyloid-beta(1-40) fibril derived from Alzheimer's disease cortical tissue

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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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