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基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-2771 | |||||||||
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タイトル | Conserved mechanisms of microtubule-stimulated ADP release, ATP binding, and force generation in transport kinesins | |||||||||
![]() | 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain with ADPAlFx | |||||||||
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![]() | kinesin / microtubule / cryo-EM / cryo-electron microscopy | |||||||||
機能・相同性 | ![]() anterograde dendritic transport of neurotransmitter receptor complex / anterograde axonal protein transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / Kinesins / plus-end-directed microtubule motor activity / RHO GTPases activate KTN1 / 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 / plus-end-directed microtubule motor activity / RHO GTPases activate KTN1 / 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 / 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 / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / microtubule cytoskeleton / mitotic cell cycle / nervous system development / 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 / cytoplasm / cytosol 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | ![]() ![]() ![]() | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 7.7 Å | |||||||||
![]() | Atherton J / Farabella I / Yu IM / Rosenfeld SS / Houdusse A / Topf M / Moores C | |||||||||
![]() | ![]() 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 |
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構造の表示
ムービー |
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構造ビューア | EMマップ: ![]() ![]() ![]() |
添付画像 |
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ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | ![]() | 209.9 MB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 11.6 KB 11.6 KB | 表示 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 141.2 KB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | ![]() | 300.9 KB | 表示 | ![]() |
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文書・詳細版 | ![]() | 300 KB | 表示 | |
XML形式データ | ![]() | 6.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 4uy0MC ![]() 2765C ![]() 2766C ![]() 2767C ![]() 2768C ![]() 2769C ![]() 2770C ![]() 4uxoC ![]() 4uxpC ![]() 4uxrC ![]() 4uxsC ![]() 4uxtC ![]() 4uxyC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 ( |
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類似構造データ |
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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「今月の分子」の関連する項目 |
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マップ
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注釈 | 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain with ADPAlFx | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.5 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
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試料の構成要素
-全体 : 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain w...
全体 | 名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain with ADPAlFx |
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要素 |
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-超分子 #1000: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain w...
超分子 | 名称: 13-protofilament microtubule-bound human kinesin-1 motor domain with ADPAlFx 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 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() |
配列 | InterPro: Alpha tubulin |
-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 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() |
配列 | InterPro: Beta tubulin, autoregulation binding site |
-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 / 詳細: with bound ADPAlFx / 集合状態: Monomer / 組換発現: Yes |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
組換発現 | 生物種: ![]() ![]() |
配列 | InterPro: Kinesin motor domain, conserved site |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 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, 2mM ADPAlFx |
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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 |
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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: 149 / 平均電子線量: 20 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: ![]() |
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 |
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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: 7.7 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: 65572 |
-原子モデル構築 1
初期モデル | PDB ID: Chain - Chain ID: K |
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ソフトウェア | 名称: Chimera, Flex-EM |
詳細 | Initial model based on 4HNA 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-4uy0: |