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- EMDB-37635: Cryo-EM structure of bat WIV1 spike glycoprotein -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-37635
タイトルCryo-EM structure of bat WIV1 spike glycoprotein
マップデータ
試料
  • 複合体: WIV1 glycoprotein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein,Fibritin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードspike / VIRAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


endocytosis involved in viral entry into host cell / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated virion attachment to host cell / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / host cell plasma membrane / virion membrane / membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV / Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV / Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Fibritin / Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Bat SARS-like coronavirus WIV1 (ウイルス) / Enterobacteria phage T6 (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: 3.96 Å
データ登録者Wang X / Qiao S
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: J Virol / 年: 2024
タイトル: Structural determinants of spike infectivity in bat SARS-like coronaviruses RsSHC014 and WIV1.
著者: Shuyuan Qiao / Xinquan Wang /
要旨: The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently ...The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently circulating in bat populations, are poised for human emergence. The trimeric spike (S) glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a critical role in cross-species transmission and infection. Here, we determined the cryo-electron microscopy (EM) structures of the RsSHC014 S protein in the closed state at 2.9 Å, the WIV1 S protein in the closed state at 2.8 Å, and the intermediate state at 4.0 Å. In the intermediate state, one receptor-binding domain (RBD) is in the "down" position, while the other two RBDs exhibit poor density. We also resolved the complex structure of the WIV1 S protein bound to human ACE2 (hACE2) at 4.5 Å, which provides structural basis for the future emergence of WIV1 in humans. Through biochemical experiments, we found that despite strong binding affinities between the RBDs and both human and civet ACE2, the pseudoviruses of RsSHC014, but not WIV1, failed to infect 293T cells overexpressing either human or civet ACE2. Mutagenesis analysis revealed that the Y623H substitution, located in the SD2 region, significantly improved the cell entry efficiency of RsSHC014 pseudoviruses, which is likely accomplished by promoting the open conformation of spike glycoproteins. Our findings emphasize the necessity of both efficient RBD lifting and tight RBD-hACE2 binding for viral infection and underscore the significance of the 623 site of the spike glycoprotein for the infectivity of bat SARS-like CoVs.
IMPORTANCE: The bat SARS-like CoVs RsSHC014 and WIV1 can use hACE2 for cell entry without further adaptation, indicating their potential risk of emergence in human populations. The S glycoprotein, ...IMPORTANCE: The bat SARS-like CoVs RsSHC014 and WIV1 can use hACE2 for cell entry without further adaptation, indicating their potential risk of emergence in human populations. The S glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a crucial role in cross-species transmission and infection. In this study, we determined the cryo-EM structures of the S glycoproteins of RsSHC014 and WIV1. Detailed comparisons revealed dynamic structural variations within spike proteins. We also elucidated the complex structure of WIV1 S-hACE2, providing structural evidence for the potential emergence of WIV1 in humans. Although RsSHC014 and WIV1 had similar hACE2-binding affinities, they exhibited distinct pseudovirus cell entry behavior. Through mutagenesis and cryo-EM analysis, we revealed that besides the structural variations, the 623 site in the SD2 region is another important structural determinant of spike infectivity.
履歴
登録2023年10月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年7月17日-
マップ公開2024年7月17日-
更新2024年9月4日-
現状2024年9月4日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_37635.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_37635.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

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明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.07 Å/pix.
x 280 pix.
= 300.776 Å		1.07 Å/pix.
x 280 pix.
= 300.776 Å		1.07 Å/pix.
x 280 pix.
= 300.776 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: 1.0742 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: 0.0106
最小 - 最大-0.03664714 - 0.07791874
平均 (標準偏差)0.00026577557 (±0.0022800663)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 300.776 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_37635_half_map_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_37635_half_map_2.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 : WIV1 glycoprotein

全体名称: WIV1 glycoprotein
要素
  • 複合体: WIV1 glycoprotein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein,Fibritin
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: WIV1 glycoprotein

超分子名称: WIV1 glycoprotein / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Bat SARS-like coronavirus WIV1 (ウイルス)

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分子 #1: Spike glycoprotein,Fibritin

分子名称: Spike glycoprotein,Fibritin / 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: Enterobacteria phage T6 (ファージ)
分子量理論値: 140.747688 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MKLLVLVFAT LVSSYTIEKC LDFDDRTPPA NTQFLSSHRG VYYPDDIFRS NVLHLVQDHF LPFDSNVTRF ITFGLNFDNP IIPFKDGIY FAATEKSNVI RGWVFGSTMN NKSQSVIIMN NSTNLVIRAC NFELCDNPFF VVLKSNNTQI PSYIFNNAFN C TFEYVSKD ...文字列:
MKLLVLVFAT LVSSYTIEKC LDFDDRTPPA NTQFLSSHRG VYYPDDIFRS NVLHLVQDHF LPFDSNVTRF ITFGLNFDNP IIPFKDGIY FAATEKSNVI RGWVFGSTMN NKSQSVIIMN NSTNLVIRAC NFELCDNPFF VVLKSNNTQI PSYIFNNAFN C TFEYVSKD FNLDLGEKPG NFKDLREFVF RNKDGFLHVY SGYQPISAAS GLPTGFNALK PIFKLPLGIN ITNFRTLLTA FP PRPDYWG TSAAAYFVGY LKPTTFMLKY DENGTITDAV DCSQNPLAEL KCSVKSFEID KGIYQTSNFR VAPSKEVVRF PNI TNLCPF GEVFNATTFP SVYAWERKRI SNCVADYSVL YNSTSFSTFK CYGVSATKLN DLCFSNVYAD SFVVKGDDVR QIAP GQTGV IADYNYKLPD DFTGCVLAWN TRNIDATQTG NYNYKYRSLR HGKLRPFERD ISNVPFSPDG KPCTPPAFNC YWPLN DYGF YITNGIGYQP YRVVVLSFEL LNAPATVCGP KLSTDLIKNQ CVNFNFNGLT GTGVLTPSSK RFQPFQQFGR DVSDFT DSV RDPKTSEILD ISPCSFGGVS VITPGTNTSS EVAVLYQDVN CTDVPVAIHA DQLTPSWRVH STGNNVFQTQ AGCLIGA EH VDTSYECDIP IGAGICASYH TVSSLRSTSQ KSIVAYTMSL GADSSIAYSN NTIAIPTNFS ISITTEVMPV SMAKTSVD C NMYICGDSTE CANLLLQYGS FCTQLNRALS GIAVEQDRNT REVFAQVKQM YKTPTLKDFG GFNFSQILPD PLKPTKRSF IEDLLFNKVT LADAGFMKQY GECLGDINAR DLICAQKFNG LTVLPPLLTD DMIAAYTAAL VSGTATAGWT FGAGAALQIP FAMQMAYRF NGIGVTQNVL YENQKQIANQ FNKAISQIQE SLTTTSTALG KLQDVVNQNA QALNTLVKQL SSNFGAISSV L NDILSRLD PPEAEVQIDR LITGRLQSLQ TYVTQQLIRA AEIRASANLA ATKMSECVLG QSKRVDFCGK GYHLMSFPQA AP HGVVFLH VTYVPSQERN FTTAPAICHE GKAYFPREGV FVFNGTSWFI TQRNFFSPQI ITTDNTFVSG SCDVVIGIIN NTV YDPLQP ELDSFKEELD KYFKNHTSPD VDLGDISGIN ASVVNIQKEI DRLNEVAKNL NESLIDLQEL GKYEQGSGYI PEAP RDGQA YVRKDGEWVL LSTFLGRSLE VLFQGPGHHH HHHHHSAWSH PQFEKGGGSG GGGSGGSAWS HPQFEK

UniProtKB: Spike glycoprotein, Fibritin

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分子 #4: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 19 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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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0.3 mg/mL
緩衝液pH: 7.2
凍結凍結剤: ETHANE

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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 K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 50.0 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）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

5x58

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.96 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 59319
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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)

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  • 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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