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- EMDB-45430: Human Mitochondrial LONP1 Degrading Casein, ATP-bound closed form -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-45430
タイトルHuman Mitochondrial LONP1 Degrading Casein, ATP-bound closed form
マップデータSharpened map of LONP1 enzymatic assembly
試料
  • 複合体: LONP1 degrading casein
    • タンパク質・ペプチド: Lon protease homolog, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Bound substrate segment undergoing translocation and subsequent degradation
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
キーワードATPase / protease / HYDROLASE
機能・相同性
機能・相同性情報


oxidation-dependent protein catabolic process / PH domain binding / mitochondrial protein catabolic process / G-quadruplex DNA binding / endopeptidase La / mitochondrial DNA metabolic process / mitochondrial genome maintenance / ATP-dependent peptidase activity / protein quality control for misfolded or incompletely synthesized proteins / mitochondrial nucleoid ...oxidation-dependent protein catabolic process / PH domain binding / mitochondrial protein catabolic process / G-quadruplex DNA binding / endopeptidase La / mitochondrial DNA metabolic process / mitochondrial genome maintenance / ATP-dependent peptidase activity / protein quality control for misfolded or incompletely synthesized proteins / mitochondrial nucleoid / insulin receptor substrate binding / chaperone-mediated protein complex assembly / DNA polymerase binding / regulation of peptidyl-tyrosine phosphorylation / negative regulation of insulin receptor signaling pathway / Mitochondrial protein degradation / proteolysis involved in protein catabolic process / mitochondrion organization / ADP binding / protein catabolic process / single-stranded DNA binding / cellular response to oxidative stress / sequence-specific DNA binding / single-stranded RNA binding / response to hypoxia / mitochondrial matrix / serine-type endopeptidase activity / ATP hydrolysis activity / mitochondrion / nucleoplasm / ATP binding / identical protein binding / membrane / cytosol
類似検索 - 分子機能
Lon protease homologue, chloroplastic/mitochondrial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / Lon protease AAA+ ATPase lid domain / Peptidase S16, active site / ATP-dependent serine proteases, lon family, serine active site. / Lon proteolytic domain profile. / Peptidase S16, Lon proteolytic domain / Lon protease / Lon protease (S16) C-terminal proteolytic domain / Lon N-terminal domain profile. ...Lon protease homologue, chloroplastic/mitochondrial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / Lon protease AAA+ ATPase lid domain / Peptidase S16, active site / ATP-dependent serine proteases, lon family, serine active site. / Lon proteolytic domain profile. / Peptidase S16, Lon proteolytic domain / Lon protease / Lon protease (S16) C-terminal proteolytic domain / Lon N-terminal domain profile. / Lon protease, N-terminal domain / Lon protease, N-terminal domain superfamily / ATP-dependent protease La (LON) substrate-binding domain / Found in ATP-dependent protease La (LON) / PUA-like superfamily / ATPase family associated with various cellular activities (AAA) / ATPase, AAA-type, core / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold, subgroup / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold / 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
Lon protease homolog, mitochondrial
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Bos taurus (ウシ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.31 Å
データ登録者Mindrebo JT / Lander GC
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)F32GM145143 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)NS095892 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Structural and mechanistic studies on human LONP1 redefine the hand-over-hand translocation mechanism.
著者: Jeffrey T Mindrebo / Gabriel C Lander /
要旨: AAA+ enzymes use energy from ATP hydrolysis to remodel diverse cellular targets. Structures of substrate-bound AAA+ complexes suggest that these enzymes employ a conserved hand-over-hand mechanism to ...AAA+ enzymes use energy from ATP hydrolysis to remodel diverse cellular targets. Structures of substrate-bound AAA+ complexes suggest that these enzymes employ a conserved hand-over-hand mechanism to thread substrates through their central pore. However, the fundamental aspects of the mechanisms governing motor function and substrate processing within specific AAA+ families remain unresolved. We used cryo-electron microscopy to structurally interrogate reaction intermediates from in vitro biochemical assays to inform the underlying regulatory mechanisms of the human mitochondrial AAA+ protease, LONP1. Our results demonstrate that substrate binding allosterically regulates proteolytic activity, and that LONP1 can adopt a configuration conducive to substrate translocation even when the ATPases are bound to ADP. These results challenge the conventional understanding of the hand-over-hand translocation mechanism, giving rise to an alternative model that aligns more closely with biochemical and biophysical data on related enzymes like ClpX, ClpA, the 26S proteasome, and Lon protease.
履歴
登録2024年6月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年8月7日-
マップ公開2024年8月7日-
更新2024年8月7日-
現状2024年8月7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_45430.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_45430.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map of LONP1 enzymatic assembly
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.)
1.15 Å/pix.
x 288 pix.
= 331.2 Å		1.15 Å/pix.
x 288 pix.
= 331.2 Å		1.15 Å/pix.
x 288 pix.
= 331.2 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: 1.15 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: 0.35
最小 - 最大-0.7422462 - 1.4338692
平均 (標準偏差)0.0012781628 (±0.045678146)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 331.19998 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_45430_msk_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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追加マップ: Unsharpened map of LONP1 enzymatic assembly

ファイルemd_45430_additional_1.map
注釈Unsharpened map of LONP1 enzymatic assembly
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: LONP1 enzymatic assembly half map B

ファイルemd_45430_half_map_1.map
注釈LONP1 enzymatic assembly half map B
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: LONP1 enzymatic assembly half map A

ファイルemd_45430_half_map_2.map
注釈LONP1 enzymatic assembly half map A
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 : LONP1 degrading casein

全体名称: LONP1 degrading casein
要素
  • 複合体: LONP1 degrading casein
    • タンパク質・ペプチド: Lon protease homolog, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Bound substrate segment undergoing translocation and subsequent degradation
  • リガンド: ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

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超分子 #1: LONP1 degrading casein

超分子名称: LONP1 degrading casein / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 583.95 KDa

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分子 #1: Lon protease homolog, mitochondrial

分子名称: Lon protease homolog, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO / EC番号: endopeptidase La
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 97.468156 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
配列文字列: MHHHHHHENL YFQGAHMMTI PDVFPHLPLI AITRNPVFPR FIKIIEVKNK KLVELLRRKV RLAQPYVGVF LKRDDSNESD VVESLDEIY HTGTFAQIHE MQDLGDKLRM IVMGHRRVHI SRQLEVEPEE PEAENKHKPR RKSKRGKKEA EDELSARHPA E LAMEPTPE ...文字列:
MHHHHHHENL YFQGAHMMTI PDVFPHLPLI AITRNPVFPR FIKIIEVKNK KLVELLRRKV RLAQPYVGVF LKRDDSNESD VVESLDEIY HTGTFAQIHE MQDLGDKLRM IVMGHRRVHI SRQLEVEPEE PEAENKHKPR RKSKRGKKEA EDELSARHPA E LAMEPTPE LPAEVLMVEV ENVVHEDFQV TEEVKALTAE IVKTIRDIIA LNPLYRESVL QMMQAGQRVV DNPIYLSDMG AA LTGAESH ELQDVLEETN IPKRLYKALS LLKKEFELSK LQQRLGREVE EKIKQTHRKY LLQEQLKIIK KELGLEKDDK DAI EEKFRE RLKELVVPKH VMDVVDEELS KLGLLDNHSS EFNVTRNYLD WLTSIPWGKY SNENLDLARA QAVLEEDHYG MEDV KKRIL EFIAVSQLRG STQGKILCFY GPPGVGKTSI ARSIARALNR EYFRFSVGGM TDVAEIKGHR RTYVGAMPGK IIQCL KKTK TENPLILIDE VDKIGRGYQG DPSSALLELL DPEQNANFLD HYLDVPVDLS KVLFICTANV TDTIPEPLRD RMEMIN VSG YVAQEKLAIA ERYLVPQARA LCGLDESKAK LSSDVLTLLI KQYCRESGVR NLQKQVEKVL RKSAYKIVSG EAESVEV TP ENLQDFVGKP VFTVERMYDV TPPGVVMGLA WTAMGGSTLF VETSLRRPQD KDAKGDKDGS LEVTGQLGEV MKESARIA Y TFARAFLMQH APANDYLVTS HIHLHVPEGA TPKDGPSAGC TIVTALLSLA MGRPVRQNLA MTGEVSLTGK ILPVGGIKE KTIAAKRAGV TCIVLPAENK KDFYDLAAFI TEGLEVHFVE HYREIFDIAF PDEQAEALAV ER

UniProtKB: Lon protease homolog, mitochondrial

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分子 #2: Bound substrate segment undergoing translocation and subsequent d...

分子名称: Bound substrate segment undergoing translocation and subsequent degradation
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: Bos taurus (ウシ)
分子量理論値: 1.039273 KDa
配列文字列:
(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK)(UNK) (UNK)(UNK)

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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: 4 / 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: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 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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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3 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
75.0 mMKClpotassium chloride
50.0 mMC4H11NO3Tris
グリッドモデル: Quantifoil / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細Sample was monodisperse with ~300 particles per image.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3840 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3712 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1938 / 平均露光時間: 9.8 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 倍率（補正後）: 43478 / 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）: 1.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.9 µm / 倍率（公称値）: 36000
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: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 740316 / 詳細: Template Picker
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Ab initio model generated in cryosparc
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.31 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3) / 使用した粒子像数: 53025
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3)
最終 3次元分類クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3)
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)

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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