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- EMDB-43786: CryoEM structure of BoNT-NTNH-OrfX2 complex from Clostridium botu... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-43786
タイトルCryoEM structure of BoNT-NTNH-OrfX2 complex from Clostridium botulinum strain A1-ST7B, major class
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class
    • タンパク質・ペプチド: Botulinum neurotoxin type A
    • タンパク質・ペプチド: NtnH
    • タンパク質・ペプチド: OrfX2
キーワードBotulinum neurotoxin / Progenitor toxin complex (PTC) / TOXIN
機能・相同性
機能・相同性情報


bontoxilysin / host cell presynaptic membrane / host cell cytoplasmic vesicle / host cell cytosol / transmembrane protein transporter activity / metalloendopeptidase activity / toxin activity / proteolysis / extracellular region / zinc ion binding
類似検索 - 分子機能
: / Orfx2 N-terminal TULIPs domain / Clostridium P47 protein / Protein OrfX2/OrfX3/P47 / : / : / Nontoxic nonhaemagglutinin C-terminal / Nontoxic nonhaemagglutinin C-terminal / Botulinum neurotoxin, helical domain / Clostridium neurotoxin, translocation ...: / Orfx2 N-terminal TULIPs domain / Clostridium P47 protein / Protein OrfX2/OrfX3/P47 / : / : / Nontoxic nonhaemagglutinin C-terminal / Nontoxic nonhaemagglutinin C-terminal / Botulinum neurotoxin, helical domain / Clostridium neurotoxin, translocation / Clostridium neurotoxin, Translocation domain / Clostridium neurotoxin, translocation domain / Clostridium neurotoxin, receptor-binding C-terminal / Clostridium neurotoxin, C-terminal receptor binding / Clostridial neurotoxin zinc protease / Botulinum/Tetanus toxin, catalytic chain / Clostridium neurotoxin, receptor binding N-terminal / Clostridium neurotoxin, N-terminal receptor binding / Kunitz inhibitor STI-like superfamily / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Concanavalin A-like lectin/glucanase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
OrfX2 / NtnH / Botulinum neurotoxin type A
類似検索 - 構成要素
生物種Clostridium botulinum A (ボツリヌス菌) / Clostridium botulinum A str. Hall (ボツリヌス菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.0 Å
データ登録者Gao L
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R01AI139087 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R01AI158503 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R21AI163178 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2025
タイトル: Botulinum neurotoxins exploit host digestive proteases to boost their oral toxicity via activating OrfXs/P47.
著者: Linfeng Gao / Maria Barbara Nowakowska / Katja Selby / Adina Przykopanski / Baohua Chen / Maren Krüger / François Paul Douillard / Kwok-Ho Lam / Peng Chen / Ting Huang / Nigel Peter Minton ...著者: Linfeng Gao / Maria Barbara Nowakowska / Katja Selby / Adina Przykopanski / Baohua Chen / Maren Krüger / François Paul Douillard / Kwok-Ho Lam / Peng Chen / Ting Huang / Nigel Peter Minton / Martin Bernhard Dorner / Brigitte Gertrud Dorner / Andreas Rummel / Miia Lindström / Rongsheng Jin /
要旨: Botulinum neurotoxins (BoNTs) rank among the most potent toxins and many of them are produced by bacteria carrying the orfX gene cluster that also encodes four nontoxic proteins (OrfX1, OrfX2, OrfX3 ...Botulinum neurotoxins (BoNTs) rank among the most potent toxins and many of them are produced by bacteria carrying the orfX gene cluster that also encodes four nontoxic proteins (OrfX1, OrfX2, OrfX3 and P47). The orfX gene cluster is also found in the genomes of many non-BoNT-producing bacteria, often alongside genes encoding oral insecticidal toxins. However, the functions of these OrfXs and P47 remain elusive. Here, we demonstrate that the combined action of all four components (OrfXs and P47) drastically boosts the oral toxicity of BoNT in mice, following proteolytic activation by digestive proteases that oral toxins regularly confront. In particular, OrfX2 adopts a self-inhibiting state, engaging with BoNT through another clostridial protein, nontoxic non-hemagglutinin (NTNH), only after proteolytic activation. Cryo-electron microscopy studies unveil that two molecules of protease-activated OrfX2 simultaneously associate with NTNH, a binding mode crucial for boosting BoNT oral toxicity. Collectively, these studies offer novel insights into the physiological functions and regulatory mechanisms of OrfXs and P47 of BoNTs, shedding light on the pathogenesis of other bacterial toxins associated with homologous OrfXs and P47.
履歴
登録2024年2月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月22日-
マップ公開2025年1月22日-
更新2025年5月28日-
現状2025年5月28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_43786.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_43786.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 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.)
0.79 Å/pix.
x 512 pix.
= 403.456 Å		0.79 Å/pix.
x 512 pix.
= 403.456 Å		0.79 Å/pix.
x 512 pix.
= 403.456 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: 0.788 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: 0.05
最小 - 最大-0.22310318 - 0.40663928
平均 (標準偏差)0.000018535313 (±0.00770362)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 403.456 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_43786_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_43786_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 : Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class

全体名称: Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class
要素
  • 複合体: Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class
    • タンパク質・ペプチド: Botulinum neurotoxin type A
    • タンパク質・ペプチド: NtnH
    • タンパク質・ペプチド: OrfX2

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超分子 #1: Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class

超分子名称: Ternary complex of M-PTC/A1-ST7B with OrfX2/A1-ST7B, major class
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Clostridium botulinum A (ボツリヌス菌)
分子量理論値: 352 KDa

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分子 #1: Botulinum neurotoxin type A

分子名称: Botulinum neurotoxin type A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Clostridium botulinum A str. Hall (ボツリヌス菌)
分子量理論値: 149.479859 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MPFVNKQFNY KDPVNGVDIA YIKIPNAGQM QPVKAFKIHN KIWVIPERDT FTNPEEGDLN PPPEAKQVPV SYYDSTYLST DNEKDNYLK GVTKLFERIY STDLGRMLLT SIVRGIPFWG GSTIDTELKV IDTNCINVIQ PDGSYRSEEL NLVIIGPSAD I IQFECKSF ...文字列:
MPFVNKQFNY KDPVNGVDIA YIKIPNAGQM QPVKAFKIHN KIWVIPERDT FTNPEEGDLN PPPEAKQVPV SYYDSTYLST DNEKDNYLK GVTKLFERIY STDLGRMLLT SIVRGIPFWG GSTIDTELKV IDTNCINVIQ PDGSYRSEEL NLVIIGPSAD I IQFECKSF GHEVLNLTRN GYGSTQYIRF SPDFTFGFEE SLEVDTNPLL GAGKFATDPA VTLAHQLIHA GHRLYGIAIN PN RVFKVNT NAYYEMSGLE VSFEELRTFG GHDAKFIDSL QENEFRLYYY NKFKDIASTL NKAKSIVGTT ASLQYMKNVF KEK YLLSED TSGKFSVDKL KFDKLYKMLT EIYTEDNFVK FFKVLNAKTF LNFDKAVFKI NIVPKVNYTI YDGFNLRNTN LAAN FNGQN TEINNMNFTK LKNFTGLFEF YKLLCVRGII TSKTKSLDKG YNKALNDLCI KVNNWDLFFS PSEDNFTNDL NKGEE ITSD TNIEAAEENI SLDLIQQYYL TFNFDNEPEN ISIENLSSDI IGQLELMPNI ERFPNGKKYE LDKYTMFHYL RAQEFE HGK SRIALTNSVN EALLNPSRVY TFFSSDYVKK VNKATEAAMF LGWVEQLVYD FTDETSEVST TDKIADITII IPYIGPA LN IGNMLYKDDF VGALIFSGAV ILLEFIPEIA IPVLGTFALV SYIANKVLTV QTIDNALSKR NEKWDEVYKY IVTNWLAK V NTQIDLIRKK MKEALENQAE ATKAIINYQY NQYTEEEKNN INFNIDDLSS KLNESINKAM ININKFLNQC SVSYLMNSM IPYGVKRLED FDASLKDALL KYIYDNRGTL IGQVDRLKDK VNNTLSTDIP FQLSKYVDNQ RLLSTFTEYI KNIINTSILN LRYESNHLI DLSRYASKIN IGSKVNFDPI DKNQIQLFNL ESSKIEVILK NAIVYNSMYE NFSTSFWIRI PKYFNSISLN N EYTIINCM ENNSGWKVSL NYGEIIWTLQ DTQEIKQRVV FKYSQMINIS DYINRWIFVT ITNNRLNNSK IYINGRLIDQ KP ISNLGNI HASNNIMFKL DGCRDTHRYI WIKYFNLFDK ELNEKEIKDL YDNQSNSGIL KDFWGDYLQY DKPYYMLNLY DPN KYVDVN NVGIRGYMYL KGPRGSVMTT NIYLNSSLYR GTKFIIKKYA SGNKDNIVRN NDRVYINVVV KNKEYRLATN ASQA GVEKI LSALEIPDVG NLSQVVVMKS KNDQGITNKC KMNLQDNNGN DIGFIGFHQF NNIAKLVASN WYNRQIERSS RTLGC SWEF IPVDDGWGER PL

UniProtKB: Botulinum neurotoxin type A

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分子 #2: NtnH

分子名称: NtnH / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Clostridium botulinum A (ボツリヌス菌)
分子量理論値: 135.28575 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MKINNNFNID SLIDNRDVAI VRGRKTDTFF KVFQVAPNIW VAPERYYGES LNINEDQKSD GGIYDSNFLL TNDEKDEFLQ ATVKILQRI NNNVIGAKLL SLISTAIPFP YEYKPGDYRQ TNYLVSKDNQ HYYTANLVIF GPGTNIVENN AVYYKKEDSE N GMGTMSEI ...文字列:
MKINNNFNID SLIDNRDVAI VRGRKTDTFF KVFQVAPNIW VAPERYYGES LNINEDQKSD GGIYDSNFLL TNDEKDEFLQ ATVKILQRI NNNVIGAKLL SLISTAIPFP YEYKPGDYRQ TNYLVSKDNQ HYYTANLVIF GPGTNIVENN AVYYKKEDSE N GMGTMSEI WFQPFLTYKY DQFYVDPALE LIKCLIKSLY YLYGIKPSDD LSIPYRLRSE FNSLEYSELD MVDFLISGGT DY KLLNTNP YWFTDNYFIN APKNFEKYKN DYETKIKNNN DIANSIKLYL EQKFKTNVQD IWELNLSYFS TEFEIMMPEI FNN ALNHYH RKEYYVIDYF KNYNINGFIN GQIKTILLLS KYNKNIINKP ELIVNLINEN NSVLMKSNIY GDGLKGTIGN FYAV YKIPY NIGDEYHINS SDSCLDNVDI KEIDNIPPIN DADIYPYRKN CDPFTPVYNI TETKEINTTI PFPVNYLQAQ VTNSN DINL SSDFLKVISS KDRSLVYSFL DNTIDYLDSI KYDGPIDTDK KYYLWLKEIF RNYSFDMTET QEVNTLCGFN KVVPWL GKA LNILNTGNSF IEEFKTLGPI SLINKKENIT MPKIEIDEIP NSMLNLSFKD LSENLFNIFS KNNSYFEKIY YDFLDQW WT QYYSQYFDLI CMAKRSVLAQ ESLIKKIIQK KLSYLIGNSN ISSDNLALMN LTTTNTLRDI SNESQIAMNN VNNFLNNV A ICVFQTNIYP KFISFMEQCI NNINKNTREF IQKCTNITEN EKLQLINQNI FSSLDFDFLN IENLKSLFNS ETGLLIKEE TSPYELVLYA FQEPGNNAIG DASGKNTSIE YSKDIGLVYG INSDALYLNG SNQSISFSND FFENGLTNSF SIYFWLRNLG KDTIKSKLI GSKEDNCGWE IYFQDTGLVF NMIDSNGNEK NIYLSDVSNN SWHYITISVD RLKEQLLIFI DDNLVANESI K EILNIYSS NIISLLSENN PSYIEGLTIL NKPTTSQEVL SNYFKVLNNS YIRDSSEERL EYNKTYQLYN YVFSENPIYE IK QNNNIYL TINNTNNLNL QVSKFKLLSI NPNKQYVQKL DEVIISVLDN MEKYIDISED NRLQLIDNKN NAKKMIISND IFI SNCLTL SYNGKYICLS MKDENHNWMI CNNDMSKYLY LWSFK

UniProtKB: NtnH

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分子 #3: OrfX2

分子名称: OrfX2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Clostridium botulinum A (ボツリヌス菌)
分子量理論値: 84.823297 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MNNLKPFIYY DWEKTILKNT KENYSINEII PKTFFMELHG TKITNSTLNG TWKSWNLTNE GEGSYPVLKC IIDDGYLDMN FGASSEKIP LKNVWIKLCM KINPNSDGTY SIPEKSSSFY IKDNSLKISK DNLILDKYLN KLMLSYFKNN IKNIEMFINK S RIQTKVVG ...文字列:
MNNLKPFIYY DWEKTILKNT KENYSINEII PKTFFMELHG TKITNSTLNG TWKSWNLTNE GEGSYPVLKC IIDDGYLDMN FGASSEKIP LKNVWIKLCM KINPNSDGTY SIPEKSSSFY IKDNSLKISK DNLILDKYLN KLMLSYFKNN IKNIEMFINK S RIQTKVVG DLSLLGWNTE NSVSFRTMNE FIKKDNLYPK DFKAVYSYRK MTFTATGTFD SWEMTTGADG RNIRFKCPIK YA VYDLDGD VFNSSTENFL LIQVDLTYFD SKTTINDPTG ENDGKQFNLK IKTNDDKLKN VLIVTYNLTD TDGSMSSEDK DFL SLAFRN WFNENIQQFE QIFAYILLDE TAKIPEYQWL KPTQISYGSA SVETANDEPD LDASIFSAMS MVENNTNSTP SHAV DNRML QLTKTQAAFG ISFPLFIEHF LKQALLSSQF ISVDDIVADI NTLTITNNKQ IIFGKVENSD GKNVDSSLKP GKLKL SLQN NLIVLELFDL TWEQGRGVTG HFDFRQEYEL ALESKSGKQI PILKVHDEPE IEYYVEEAQW KTNEDMIVSA VVGTVF SMI LGASMKLAGS ALSKAGKLIR SKATTIKGRK KIYINRSNVR QLRKDSGATE IELERINRRN SSIAAEDARL ISNNGTT SI QTLGDMKKKP MSTGQRIAIG AKKIAGTAVM FGAVGLGMNF GEMLINYINA MENNDYSAIP GINSFMQQCI GAMQWPDK D SELKVTFGKL QGIYLLGGTL EKNNKTDNK

UniProtKB: OrfX2

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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0.5 mg/mL
緩衝液pH: 6
構成要素:
濃度式名称
0.2 MMESMES
0.1 MNaClsodium chloride
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) / 撮影したグリッド数: 3 / 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 / Cs: 2.7 mm
最大 デフォーカス（公称値）: 2.3000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: NONE
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1) / 使用した粒子像数: 135181
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-9arl:
CryoEM structure of BoNT-NTNH-OrfX2 complex from Clostridium botulinum strain A1-ST7B, major class

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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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