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- EMDB-29506: Structure of dodecameric KaiC-RS-S413E/S414E complexed with KaiB-... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29506
タイトルStructure of dodecameric KaiC-RS-S413E/S414E complexed with KaiB-RS solved by cryo-EM
マップデータComposite map of two hexamer reconstructions aligned and combined by taking the maximum absolute value
試料
  • 複合体: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS
    • タンパク質・ペプチド: Circadian clock protein KaiC
    • タンパク質・ペプチド: Circadian clock protein KaiB
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: water
キーワードautokinase / CIRCADIAN CLOCK PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


rhythmic process / kinase activity / non-specific serine/threonine protein kinase / phosphorylation / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Circadian clock protein KaiB-like / KaiB domain / KaiB domain / KaiB / Circadian clock protein kinase KaiC / : / KaiC domain / KaiC domain profile. / KaiC-like domain / KaiC ...Circadian clock protein KaiB-like / KaiB domain / KaiB domain / KaiB / Circadian clock protein kinase KaiC / : / KaiC domain / KaiC domain profile. / KaiC-like domain / KaiC / Thioredoxin-like superfamily / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Circadian clock protein KaiB / non-specific serine/threonine protein kinase
類似検索 - 構成要素
生物種Cereibacter sphaeroides (バクテリア)
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Padua RAP / Grant T / Pitsawong W / Hoemberger MS / Otten R / Bradshaw N / Grigorieff N / Kern D
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: From primordial clocks to circadian oscillators.
著者: Warintra Pitsawong / Ricardo A P Pádua / Timothy Grant / Marc Hoemberger / Renee Otten / Niels Bradshaw / Nikolaus Grigorieff / Dorothee Kern /
要旨: Circadian rhythms play an essential part in many biological processes, and only three prokaryotic proteins are required to constitute a true post-translational circadian oscillator. The evolutionary ...Circadian rhythms play an essential part in many biological processes, and only three prokaryotic proteins are required to constitute a true post-translational circadian oscillator. The evolutionary history of the three Kai proteins indicates that KaiC is the oldest member and a central component of the clock. Subsequent additions of KaiB and KaiA regulate the phosphorylation state of KaiC for time synchronization. The canonical KaiABC system in cyanobacteria is well understood, but little is known about more ancient systems that only possess KaiBC. However, there are reports that they might exhibit a basic, hourglass-like timekeeping mechanism. Here we investigate the primordial circadian clock in Rhodobacter sphaeroides, which contains only KaiBC, to elucidate its inner workings despite missing KaiA. Using a combination of X-ray crystallography and cryogenic electron microscopy, we find a new dodecameric fold for KaiC, in which two hexamers are held together by a coiled-coil bundle of 12 helices. This interaction is formed by the carboxy-terminal extension of KaiC and serves as an ancient regulatory moiety that is later superseded by KaiA. A coiled-coil register shift between daytime and night-time conformations is connected to phosphorylation sites through a long-range allosteric network that spans over 140 Å. Our kinetic data identify the difference in the ATP-to-ADP ratio between day and night as the environmental cue that drives the clock. They also unravel mechanistic details that shed light on the evolution of self-sustained oscillators.
履歴
登録2023年1月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年3月22日-
マップ公開2023年3月22日-
更新2024年6月19日-
現状2024年6月19日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_29506.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_29506.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Composite map of two hexamer reconstructions aligned and combined by taking the maximum absolute value
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.15
最小 - 最大-0.5405234 - 1.1670166
平均 (標準偏差)0.0025584998 (±0.029546771)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-256-256-256
サイズ512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 512.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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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 : Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS

全体名称: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS
要素
  • 複合体: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS
    • タンパク質・ペプチド: Circadian clock protein KaiC
    • タンパク質・ペプチド: Circadian clock protein KaiB
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: water

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超分子 #1: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS

超分子名称: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E bound with KaiC-RS / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Cereibacter sphaeroides (バクテリア)
分子量理論値: 875 KDa

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分子 #1: Circadian clock protein KaiC

分子名称: Circadian clock protein KaiC / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Cereibacter sphaeroides (バクテリア)
分子量理論値: 62.666133 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: GAMGIGKSPT GIQGFDELTL GGLPTGRPSL VCGSAGCGKT LFASTFLING VRDHGEPGVF VTFEERPEDI VNNVASLGFE LDKLIEEEK IAIEHIAVDP SEVAEIGDYD LEGLFLRLEL AIDTVGAKRV VLDTIESLFS AFSNPAILRA EIRRLFDWLK E RGLTTVIT ...文字列:
GAMGIGKSPT GIQGFDELTL GGLPTGRPSL VCGSAGCGKT LFASTFLING VRDHGEPGVF VTFEERPEDI VNNVASLGFE LDKLIEEEK IAIEHIAVDP SEVAEIGDYD LEGLFLRLEL AIDTVGAKRV VLDTIESLFS AFSNPAILRA EIRRLFDWLK E RGLTTVIT AERGDGALTR QGLEEYVSDC VILLDHRVEN QISTRRLRIV KYRGTAHGTN EYPFLIDTDG FSVLPVSALG LL HQVHEER IASGVPDLDA MMAGGGFFRG SSILVSGVAG AGKSSLAAHF AAAACARGER AMYFSFEEAA DQAVRNMRSL GLD LGRWRD AGLLRFMATR PTFYSLEMHL AVILREVMRF EPSVVVLDPI SAFTESGDRL EVQSMLLRIV DFLKNRGITG IFTH LAHSQ NEATTDAGLE ELMDGWVLML NREVNGEFNR ELYLLKARGM AHSNQVREFL MSDRGISLLP PHLGEGGALT GTARK AEEA RLRRAEIERQ TELGRLQQQI EQRRRRARAQ IEALEAELQA EEIALKALVE SESAHERQRL ADADTLARSR GNERFA DLL MNKGE

UniProtKB: non-specific serine/threonine protein kinase

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分子 #2: Circadian clock protein KaiB

分子名称: Circadian clock protein KaiB / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Cereibacter sphaeroides (バクテリア)
分子量理論値: 10.317127 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
GAMGRRLVLY VAGQTPKSLA AISNLRRICE ENLPGQYEVE VIDLKQNPRL AKEHSIVAIP TLVRELPVPI RKIIGDLSDK EQVLVNLKM DME

UniProtKB: Circadian clock protein KaiB

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分子 #3: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 12 / 式: ATP
分子量理論値: 507.181 Da
Chemical component information

ChemComp-ATP:
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #4: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 12 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #5: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 24 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 48 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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: 6.5
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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: GATAN K2 BASE (4k x 4k)
平均電子線量: 100.0 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm
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: C6 (6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 / ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 2.0.0-alpha) / 使用した粒子像数: 160000
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 2.0.0-alpha)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 2.0.0-alpha)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cisTEM (ver. 2.0.0-alpha)

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8fwj:
Structure of dodecameric KaiC-RS-S413E/S414E complexed with KaiB-RS solved by cryo-EM

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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://pdbjlvh1.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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