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万見
- EMDB-2769: Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP b... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-2769
タイトルConserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins
マップデータ13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
試料
  • 試料: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
  • タンパク質・ペプチド: alpha tubulin
  • タンパク質・ペプチド: beta tubulin
  • タンパク質・ペプチド: Kinesin-1 motor domain
キーワードkinesin / microtubule / cryo-EM / cryo-electron microscopy
機能・相同性
機能・相同性情報


anterograde dendritic transport of neurotransmitter receptor complex / anterograde axonal protein transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / Kinesins / RHO GTPases activate KTN1 / plus-end-directed microtubule motor activity / positive regulation of axon guidance / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / ciliary rootlet / kinesin complex ...anterograde dendritic transport of neurotransmitter receptor complex / anterograde axonal protein transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / Kinesins / RHO GTPases activate KTN1 / plus-end-directed microtubule motor activity / positive regulation of axon guidance / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / ciliary rootlet / kinesin complex / synaptic vesicle transport / Insulin processing / microtubule-based movement / cytoskeletal motor activity / kinesin binding / microtubule-based process / vesicle-mediated transport / axon cytoplasm / MHC class II antigen presentation / dendrite cytoplasm / axon guidance / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / microtubule cytoskeleton / mitotic cell cycle / nervous system development / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule binding / chemical synaptic transmission / perikaryon / microtubule / protein heterodimerization activity / GTPase activity / synapse / GTP binding / perinuclear region of cytoplasm / ATP hydrolysis activity / ATP binding / membrane / metal ion binding / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin ...Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Tubulin alpha-1B chain / Kinesin heavy chain isoform 5A / Tubulin beta-2B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Bos taurus (ウシ) / 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: 7.4 Å
データ登録者Atherton J / Farabella I / Yu IM / Rosenfeld SS / Houdusse A / Topf M / Moores C
引用ジャーナル: Elife / 年: 2014
タイトル: Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins.
著者: Joseph Atherton / Irene Farabella / I-Mei Yu / Steven S Rosenfeld / Anne Houdusse / Maya Topf / Carolyn A Moores /
要旨: Kinesins are a superfamily of microtubule-based ATP-powered motors, important for multiple, essential cellular functions. How microtubule binding stimulates their ATPase and controls force generation ...Kinesins are a superfamily of microtubule-based ATP-powered motors, important for multiple, essential cellular functions. How microtubule binding stimulates their ATPase and controls force generation is not understood. To address this fundamental question, we visualized microtubule-bound kinesin-1 and kinesin-3 motor domains at multiple steps in their ATPase cycles--including their nucleotide-free states--at ∼ 7 Å resolution using cryo-electron microscopy. In both motors, microtubule binding promotes ordered conformations of conserved loops that stimulate ADP release, enhance microtubule affinity and prime the catalytic site for ATP binding. ATP binding causes only small shifts of these nucleotide-coordinating loops but induces large conformational changes elsewhere that allow force generation and neck linker docking towards the microtubule plus end. Family-specific differences across the kinesin-microtubule interface account for the distinctive properties of each motor. Our data thus provide evidence for a conserved ATP-driven mechanism for kinesins and reveal the critical mechanistic contribution of the microtubule interface.
履歴
登録2014年8月27日-
ヘッダ(付随情報) 公開2014年9月24日-
マップ公開2014年9月24日-
更新2014年10月22日-
現状2014年10月22日処理サイト: PDBe / 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: 2.1
  • 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: 2.1
  • 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-4uxt
  • 表面レベル: 2.1
  • 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-4uxt
  • 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_2769.jpg

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_2769.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 238.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
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.)
1.5 Å/pix.
x 400 pix.
= 600. Å		1.5 Å/pix.
x 400 pix.
= 600. Å		1.5 Å/pix.
x 400 pix.
= 600. 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: 1.5 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: 2.1 / ムービー #1: 2.1
最小 - 最大-6.72539759 - 10.707109450000001
平均 (標準偏差)-0.00000024 (±1.0)
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: 600.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.51.51.5
M x/y/z400400400
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z600.000600.000600.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-40-32-96
NX/NY/NZ8165193
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS400400400
D min/max/mean-6.72510.707-0.000

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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 : 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain i...

全体名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
要素
  • 試料: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
  • タンパク質・ペプチド: alpha tubulin
  • タンパク質・ペプチド: beta tubulin
  • タンパク質・ペプチド: Kinesin-1 motor domain

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超分子 #1000: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain i...

超分子名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain in absence of nucleotides
タイプ: sample / ID: 1000
集合状態: A kinesin motor domain binds to each alpha-beta tubulin heterodimer
Number unique components: 3

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分子 #1: alpha tubulin

分子名称: alpha tubulin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 集合状態: heterodimer / 組換発現: No
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ) / 別称: Bovine
配列InterPro: Alpha tubulin

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分子 #2: beta tubulin

分子名称: beta tubulin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 集合状態: heterodimer / 組換発現: No
由来(天然)生物種: Bos taurus (ウシ) / 別称: Bovine
配列InterPro: Beta tubulin, autoregulation binding site

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分子 #3: Kinesin-1 motor domain

分子名称: Kinesin-1 motor domain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / Name.synonym: Kif5A, Kin1 / 集合状態: Monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 別称: Human
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換プラスミド: pET151-D-TOPO
配列InterPro: Kinesin motor domain, conserved site

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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: 6.8
詳細: 20mM PIPES, 2mM MgCl2, 1mM EGTA, 2mM DTT, 10 U/mL apyrase
グリッド詳細: 400 mesh holey carbon grids, air glow discharged
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / 装置: FEI VITROBOT MARK I
手法: Chamber at 24 degrees C, add microtubule droplet, blot 0.5 sec, add kinesin motor domain droplet, blot 3.5s.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI POLARA 300
温度平均: 90 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 150000 times magnification
日付2012年12月10日
撮影カテゴリ: CCD
フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
デジタル化 - サンプリング間隔: 15 µm / 実像数: 497 / 平均電子線量: 20 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系倍率（補正後）: 100000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.3 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.4 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: OTHER
実験機器
モデル: Tecnai Polara / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細The particles were selected interactively at the computer terminal
CTF補正詳細: Frealign
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: 7.4 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: Spider, Frealign
詳細: Pseudo-symmetry was utilised to generate the asymmetric unit at improved resolution
使用した粒子像数: 168974

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

1bg2


Chain - Chain ID: A
ソフトウェア名称: Chimera, Flex-EM
詳細Initial model based on multiple PDBs rigid fitted in Chimera, then flexible fitting performed in Flex-EM (Topf et al., 2008)
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: cross correlation
得られたモデル

PDB-4uxt:
Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins

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原子モデル構築 2

初期モデルPDB ID:

4hna


Chain - Chain ID: K
ソフトウェア名称: Chimera, Flex-EM
詳細Initial model based on multiple PDBs rigid fitted in Chimera, then flexible fitting performed in Flex-EM (Topf et al., 2008)
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: cross correlation
得られたモデル

PDB-4uxt:
Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins

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原子モデル構築 3

初期モデルPDB ID:

4aqw


Chain - Chain ID: C
ソフトウェア名称: Chimera, Flex-EM
詳細Initial model based on multiple PDBs rigid fitted in Chimera, then flexible fitting performed in Flex-EM (Topf et al., 2008)
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: cross correlation
得られたモデル

PDB-4uxt:
Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins

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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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