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- EMDB-23608: DpK2 bacteriophage tail spike depolymerase -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23608
タイトルDpK2 bacteriophage tail spike depolymerase
マップデータpostprocessed map, C3 point group symmetry
試料
  • 複合体: DpK2 depolymerase tail spike complex
    • タンパク質・ペプチド: Depolymerase
キーワードbateriophage tail spike / depolymerase / klebsiella targeting / SUGAR BINDING PROTEIN
機能・相同性biological process involved in interaction with host / Pectin lyase fold/virulence factor / viral life cycle / virion component / Depolymerase
機能・相同性情報
生物種Bacteriophage sp. (ファージ) / Klebsiella phage GH-K3 (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: 2.7 Å
データ登録者Belousoff MJ / Bamert RS
資金援助 オーストラリア, 1件
OrganizationGrant number国
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)1092262 オーストラリア
引用ジャーナル: Microbiol Spectr / 年: 2021
タイトル: Mechanistic Insights into the Capsule-Targeting Depolymerase from a Klebsiella pneumoniae Bacteriophage.
著者: Rhys A Dunstan / Rebecca S Bamert / Matthew J Belousoff / Francesca L Short / Christopher K Barlow / Derek J Pickard / Jonathan J Wilksch / Ralf B Schittenhelm / Richard A Strugnell / Gordon ...著者: Rhys A Dunstan / Rebecca S Bamert / Matthew J Belousoff / Francesca L Short / Christopher K Barlow / Derek J Pickard / Jonathan J Wilksch / Ralf B Schittenhelm / Richard A Strugnell / Gordon Dougan / Trevor Lithgow /
要旨: The production of capsular polysaccharides by Klebsiella pneumoniae protects the bacterial cell from harmful environmental factors such as antimicrobial compounds and infection by bacteriophages ...The production of capsular polysaccharides by Klebsiella pneumoniae protects the bacterial cell from harmful environmental factors such as antimicrobial compounds and infection by bacteriophages (phages). To bypass this protective barrier, some phages encode polysaccharide-degrading enzymes referred to as depolymerases to provide access to cell surface receptors. Here, we characterized the phage RAD2, which infects K. pneumoniae strains that produce the widespread, hypervirulence-associated K2-type capsular polysaccharide. Using transposon-directed insertion sequencing, we have shown that the production of capsule is an absolute requirement for efficient RAD2 infection by serving as a first-stage receptor. We have identified the depolymerase responsible for recognition and degradation of the capsule, determined that the depolymerase forms globular appendages on the phage virion tail tip, and present the cryo-electron microscopy structure of the RAD2 capsule depolymerase at 2.7-Å resolution. A putative active site for the enzyme was identified, comprising clustered negatively charged residues that could facilitate the hydrolysis of target polysaccharides. Enzymatic assays coupled with mass spectrometric analyses of digested oligosaccharide products provided further mechanistic insight into the hydrolase activity of the enzyme, which, when incubated with K. pneumoniae, removes the capsule and sensitizes the cells to serum-induced killing. Overall, these findings expand our understanding of how phages target the Klebsiella capsule for infection, providing a framework for the use of depolymerases as antivirulence agents against this medically important pathogen. Klebsiella pneumoniae is a medically important pathogen that produces a thick protective capsule that is essential for pathogenicity. Phages are natural predators of bacteria, and many encode diverse "capsule depolymerases" which specifically degrade the capsule of their hosts, an exploitable trait for potential therapies. We have determined the first structure of a depolymerase that targets the clinically relevant K2 capsule and have identified its putative active site, providing hints to its mechanism of action. We also show that Klebsiella cells treated with a recombinant form of the depolymerase are stripped of capsule, inhibiting their ability to grow in the presence of serum, demonstrating the anti-infective potential of these robust and readily producible enzymes against encapsulated bacterial pathogens such as K. pneumoniae.
履歴
登録2021年3月10日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年8月25日-
マップ公開2021年8月25日-
更新2024年5月29日-
現状2024年5月29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: 0.035
  • 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: 0.035
  • UCSF Chimeraによる作画
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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-7lzj
  • 表面レベル: 0.035
  • UCSF Chimeraによる作画
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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_23608.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_23608.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈postprocessed map, C3 point group symmetry
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.)
0.9 Å/pix.
x 320 pix.
= 286.4 Å		0.9 Å/pix.
x 320 pix.
= 286.4 Å		0.9 Å/pix.
x 320 pix.
= 286.4 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: 0.895 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベルBy EMDB: 0.035 / ムービー #1: 0.035
最小 - 最大-0.20291762 - 0.32955217
平均 (標準偏差)-0.000075933756 (±0.009701162)
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: 286.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8950.8950.895
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z286.400286.400286.400
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.2030.330-0.000

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添付データ

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追加マップ: local resolution filtered map, C3 point group symmetry

ファイルemd_23608_additional_1.map
注釈local resolution filtered map, C3 point group symmetry
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: unprocessed map, C3 point group symmetry

ファイルemd_23608_additional_2.map
注釈unprocessed map, C3 point group symmetry
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: post-processed map, C1 point group symmetry

ファイルemd_23608_additional_3.map
注釈post-processed map, C1 point group symmetry
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: unprocessed map, C1 point group symmetry

ファイルemd_23608_additional_4.map
注釈unprocessed map, C1 point group symmetry
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, C3 point group symmetry

ファイルemd_23608_half_map_1.map
注釈half map 1, C3 point group symmetry
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, C3 point group symmetry

ファイルemd_23608_half_map_2.map
注釈half map 2, C3 point group symmetry
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 : DpK2 depolymerase tail spike complex

全体名称: DpK2 depolymerase tail spike complex
要素
  • 複合体: DpK2 depolymerase tail spike complex
    • タンパク質・ペプチド: Depolymerase

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超分子 #1: DpK2 depolymerase tail spike complex

超分子名称: DpK2 depolymerase tail spike complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Bacteriophage sp. (ファージ)

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分子 #1: Depolymerase

分子名称: Depolymerase / 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: Klebsiella phage GH-K3 (ファージ)
分子量理論値: 98.437008 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MALYREGKAA MAADGTVTGT GTKWQSSLSL IRPGATIMFL SSPIQMAVVN KVVSDTEIKA ITTSGAVVAS TDYAILLSDS LTVDGLAQD VAETLRHYQS QETVIADAVE FFKSFDFDSL QNLANQIKAD SESAESSAAA AAASESKAKT SEDNAKSSEN A AKNSEVAA ...文字列:
MALYREGKAA MAADGTVTGT GTKWQSSLSL IRPGATIMFL SSPIQMAVVN KVVSDTEIKA ITTSGAVVAS TDYAILLSDS LTVDGLAQD VAETLRHYQS QETVIADAVE FFKSFDFDSL QNLANQIKAD SESAESSAAA AAASESKAKT SEDNAKSSEN A AKNSEVAA ETTRDQIQQI IDNAGDQSTL VVLAQPDGFD SIGRVSSFAA LRNLKPKKSG QHVLLTSYYD GWAAENKMPT GG GEFISSI GTATDDGGYI AAGPGYYWTR VVNNNSFTAE DFGCKTTATP PPNFNVLPAE LFDNTAMMQA AFNLAISKSF KLN LSTGTY YFESSDTLRI TGPIHIEGRP GTVFYHNPSN KANPKTDAFM NISGCSAGRI SSINCFSNSY LGKGINFDRS VGDN RKLVL EHVYVDTFRW GFYVGEPECI NQIEFHSCRA QSNYFQGIFI ESFKEGQEYG HSAPVHFFNT ICNGNGPTSF ALGAT YKTT KNEYIKVMDS VNDVGCQAYF QGLSNVQYIG GQLSGHGSPR NTSLATITQC NSFIIYGTDL EDINGFTTDG TAITAD NID AIESNYLKDI SGAAIVVSSC PGFKIDSPHI FKIKTLSTIK LMNNTYNYEI GGFTPDEALK YNVWDANGLA TNRISGV IH PRLVNSRLGI NSVAFDNMSN KLDVSSLIHN ETSQIVGLTP STGSNVPHTR KMWSNGAMYS STDLNNGFRL NYLSNHNE P LTPMHLYNEF SVSEFGGSVT ESNALDEIKY IFIQTTYANS GDGRFIIQAL DASGSVLSSN WYSPQSFNST FPISGFVRF DVPTGAKKIR YGFVNSANYT GSLRSHFMSG FAYNKRFFLK IYAVYNDLGR YGQFEPPYSV AIDRFRVGDN TTQMPSIPAS SATDVAGVN EVINSLLASL KANGFMSS

UniProtKB: Depolymerase

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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0.4 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 平均電子線量: 43.0 e/Å2
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

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
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: 2.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 331000
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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://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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