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- EMDB-42491: CryoEM Structure of Allosterically Switchable De Novo Protein sr3... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-42491
タイトルCryoEM Structure of Allosterically Switchable De Novo Protein sr312, in Open State with Effector Peptide
マップデータ
試料
  • 複合体: Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is bound to an effector peptide, putting the protein in an open state. Complex is formed with C4 symmetry.
    • 複合体: sr312 protein
      • タンパク質・ペプチド: sr312
    • 複合体: effector peptide
      • タンパク質・ペプチド: Effector peptide cs221B
キーワードde novo / allosterically switchable de novo protein / sr312 / effector peptide / DE NOVO PROTEIN
生物種synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.4 Å
データ登録者Weidle C / Skotheim R
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: 2024
タイトル: De novo design of allosterically switchable protein assemblies.
著者: Arvind Pillai / Abbas Idris / Annika Philomin / Connor Weidle / Rebecca Skotheim / Philip J Y Leung / Adam Broerman / Cullen Demakis / Andrew J Borst / Florian Praetorius / David Baker /
要旨: Allosteric modulation of protein function, wherein the binding of an effector to a protein triggers conformational changes at distant functional sites, plays a central part in the control of ...Allosteric modulation of protein function, wherein the binding of an effector to a protein triggers conformational changes at distant functional sites, plays a central part in the control of metabolism and cell signalling. There has been considerable interest in designing allosteric systems, both to gain insight into the mechanisms underlying such 'action at a distance' modulation and to create synthetic proteins whose functions can be regulated by effectors. However, emulating the subtle conformational changes distributed across many residues, characteristic of natural allosteric proteins, is a significant challenge. Here, inspired by the classic Monod-Wyman-Changeux model of cooperativity, we investigate the de novo design of allostery through rigid-body coupling of peptide-switchable hinge modules to protein interfaces that direct the formation of alternative oligomeric states. We find that this approach can be used to generate a wide variety of allosterically switchable systems, including cyclic rings that incorporate or eject subunits in response to peptide binding and dihedral cages that undergo effector-induced disassembly. Size-exclusion chromatography, mass photometry and electron microscopy reveal that these designed allosteric protein assemblies closely resemble the design models in both the presence and absence of peptide effectors and can have ligand-binding cooperativity comparable to classic natural systems such as haemoglobin. Our results indicate that allostery can arise from global coupling of the energetics of protein substructures without optimized side-chain-side-chain allosteric communication pathways and provide a roadmap for generating allosterically triggerable delivery systems, protein nanomachines and cellular feedback control circuitry.
履歴
登録2023年10月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年8月14日-
マップ公開2024年8月14日-
更新2024年9月11日-
現状2024年9月11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_42491.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_42491.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 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

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.24 Å/pix.
x 200 pix.
= 247.5 Å		1.24 Å/pix.
x 200 pix.
= 247.5 Å		1.24 Å/pix.
x 200 pix.
= 247.5 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: 1.2375 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: 0.025
最小 - 最大-0.0020858215 - 2.0181763
平均 (標準偏差)0.0023730511 (±0.037460707)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 247.49998 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_42491_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_42491_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 : Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is b...

全体名称: Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is bound to an effector peptide, putting the protein in an open state. Complex is formed with C4 symmetry.
要素
  • 複合体: Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is bound to an effector peptide, putting the protein in an open state. Complex is formed with C4 symmetry.
    • 複合体: sr312 protein
      • タンパク質・ペプチド: sr312
    • 複合体: effector peptide
      • タンパク質・ペプチド: Effector peptide cs221B

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超分子 #1: Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is b...

超分子名称: Complex is comprised of 4 sr312 proteins, each sr312 protein is bound to an effector peptide, putting the protein in an open state. Complex is formed with C4 symmetry.
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 206.1 KDa

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超分子 #2: sr312 protein

超分子名称: sr312 protein / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)

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超分子 #3: effector peptide

超分子名称: effector peptide / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物) / Synthetically produced: Yes

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分子 #1: sr312

分子名称: sr312 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 47.297691 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SGTVTFDITN IDWETAEWIM KHVYLIAKKE GTDVTFSFKE GELQITVKNL HEEAKREIEK WIRAAQLAQD PDAESKAEAR KILNELITE KAEELREKTK DEEVRELARE AARLALESDD IEVQRVVLKA LLAALKSKDE EVIRLLLLAA VLAAAAARSG S PEEKLEIA ...文字列:
SGTVTFDITN IDWETAEWIM KHVYLIAKKE GTDVTFSFKE GELQITVKNL HEEAKREIEK WIRAAQLAQD PDAESKAEAR KILNELITE KAEELREKTK DEEVRELARE AARLALESDD IEVQRVVLKA LLAALKSKDE EVIRLLLLAA VLAAAAARSG S PEEKLEIA KKALELAMKS KDEEVIRLAL LAAVLAARSD DEEVLKKVKE ALEKMERIMD LEDVAREKSG SAEASQAVKE IA DIAEEAL REGLCEVARV ALKRLFKLAK DYPGSDVASL AKKALEKIAE TALRNGCKET AELAKLLLFL LLIIEVVLKM GVR MLTHRG GNAVIVVIEG LHPSQIVQLM QDVIKAAKKL GVTVTITVSG DIVVIMVVVG ASDEEQEEAR RLVQEIARAL QEAK RKGAN EEQLEQLLRE LLERAEREGG SG

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分子 #2: Effector peptide cs221B

分子名称: Effector peptide cs221B / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 3.091635 KDa
配列文字列:
EERKKELAKE VIETAKKLIE KLAKEE

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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1.0 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClSodium Chloride
40.0 mMTris - Hydrochloric Acid

詳細: 150 mM NaCl, 40 mM Tris, pH 8.0
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 40 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 39.0 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 295.15 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 K3 (6k x 4k) / 実像数: 3795 / 平均電子線量: 43.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 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）: 0.8 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 971294
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL / In silico モデル: Ab Initio
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C4 (4回回転対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 58251
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類クラス数: 12 / 平均メンバー数/クラス: 4854 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
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)

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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。
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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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