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- EMDB-50049: Broad substrate scope C-C oxidation in cyclodipeptides catalysed ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-50049
タイトルBroad substrate scope C-C oxidation in cyclodipeptides catalysed by a flavin-dependent filament
マップデータReconstructed reconstructed map
試料
  • 複合体: Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme
    • タンパク質・ペプチド: AlbB
    • タンパク質・ペプチド: Nitroreductase
  • リガンド: FLAVIN MONONUCLEOTIDE
キーワードCyclodipeptides oxidase / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性Protein of unknown function DUF6092 / Family of unknown function (DUF6092) / Nitroreductase / Nitroreductase family / Nitroreductase-like / oxidoreductase activity / Nitroreductase / AlbB
機能・相同性情報
生物種Nocardiopsis dassonvillei (バクテリア)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.0 Å
データ登録者Sutherland E / Sundaramoorthy R / Czekster CM
資金援助 英国, 1件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust 英国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Broad substrate scope C-C oxidation in cyclodipeptides catalysed by a flavin-dependent filament.
著者: Emmajay Sutherland / Christopher J Harding / Tancrède du Monceau de Bergendal / Gordon J Florence / Katrin Ackermann / Bela E Bode / Silvia Synowsky / Ramasubramanian Sundaramoorthy / Clarissa Melo Czekster /
要旨: Cyclic dipeptides are produced by organisms across all domains of life, with many exhibiting anticancer and antimicrobial properties. Oxidations are often key to their biological activities, ...Cyclic dipeptides are produced by organisms across all domains of life, with many exhibiting anticancer and antimicrobial properties. Oxidations are often key to their biological activities, particularly C-C bond oxidation catalysed by tailoring enzymes including cyclodipeptide oxidases. These flavin-dependent enzymes are underexplored due to their intricate three-dimensional arrangement involving multiple copies of two distinct small subunits, and mechanistic details underlying substrate selection and catalysis are lacking. Here, we determined the structure and mechanism of the cyclodipeptide oxidase from the halophile Nocardiopsis dassonvillei (NdasCDO), a component of the biosynthetic pathway for nocazine natural products. We demonstrated that NdasCDO forms filaments in solution, with a covalently bound flavin mononucleotide (FMN) cofactor at the interface between three distinct subunits. The enzyme exhibits promiscuity, processing various cyclic dipeptides as substrates in a distributive manner. The reaction is optimal at high pH and involves the formation of a radical intermediate. Pre-steady-state kinetics, a significant solvent kinetic isotope effect, and the absence of viscosity effects suggested that a step linked to FMN regeneration controlled the reaction rate. Our work elucidates the complex mechanistic and structural characteristics of this dehydrogenation reaction, positioning NdasCDO as a promising biocatalyst and expanding the FMN-dependent oxidase family to include enzyme filaments.
履歴
登録2024年4月8日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年2月5日-
マップ公開2025年2月5日-
更新2025年2月5日-
現状2025年2月5日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_50049.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_50049.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 149.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Reconstructed reconstructed map
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.)
0.83 Å/pix.
x 340 pix.
= 282.54 Å		0.83 Å/pix.
x 340 pix.
= 282.54 Å		0.83 Å/pix.
x 340 pix.
= 282.54 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: 0.831 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: 0.45
最小 - 最大-3.829792 - 5.634334
平均 (標準偏差)0.0016402348 (±0.090768665)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ340340340
Spacing340340340
セルA=B=C: 282.53998 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_50049_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: Reconstructed map

ファイルemd_50049_additional_1.map
注釈Reconstructed 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: Focused Map

ファイルemd_50049_additional_2.map
注釈Focused 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: Focused map

ファイルemd_50049_additional_3.map
注釈Focused 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: Half Maps

ファイルemd_50049_half_map_1.map
注釈Half Maps
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: Half Maps

ファイルemd_50049_half_map_2.map
注釈Half Maps
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 : Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme

全体名称: Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme
要素
  • 複合体: Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme
    • タンパク質・ペプチド: AlbB
    • タンパク質・ペプチド: Nitroreductase
  • リガンド: FLAVIN MONONUCLEOTIDE

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超分子 #1: Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme

超分子名称: Filament of Nocardiopsis dassonvillei Cyclodipeptide enzyme
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2, #1
由来(天然)生物種: Nocardiopsis dassonvillei (バクテリア)
分子量理論値: 0.33 kDa/nm

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分子 #1: Nitroreductase

分子名称: Nitroreductase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Nocardiopsis dassonvillei (バクテリア)
分子量理論値: 21.234223 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
配列文字列: MDTGSSEPDA NRCPSQRSSH ALQTLTTRRA VRAFADRPVD DSLLDPMLDA MLAAPSASNK QAWAFVAVRE RRALRLLRAF SPGIIELPP LVVAACFDRS RAVGGSGNST DSGDSWDEGM LCVAMAVENL LLAAHCLGLG GCPSGSFRRG PVRRLLGLPD H LEPLLLVP ...文字列:
MDTGSSEPDA NRCPSQRSSH ALQTLTTRRA VRAFADRPVD DSLLDPMLDA MLAAPSASNK QAWAFVAVRE RRALRLLRAF SPGIIELPP LVVAACFDRS RAVGGSGNST DSGDSWDEGM LCVAMAVENL LLAAHCLGLG GCPSGSFRRG PVRRLLGLPD H LEPLLLVP IGHPARPLAP APRRDRNEVV SHERWGTGSS

UniProtKB: Nitroreductase

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分子 #2: AlbB

分子名称: AlbB / 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: Nocardiopsis dassonvillei (バクテリア)
分子量理論値: 11.459994 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
配列文字列:
MSAGEPEVRQ VGEELLLLAA YLLSSGRGLL DEPRQYGTFR CLDAARRVLA LAAGTGPHHP ELDALRGRMD DVMCGPMGDH ELDTLLDQM CERLATVLED PDVISD

UniProtKB: AlbB

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分子 #3: FLAVIN MONONUCLEOTIDE

分子名称: FLAVIN MONONUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: FMN
分子量理論値: 456.344 Da
Chemical component information

ChemComp-FMN:
FLAVIN MONONUCLEOTIDE

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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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

濃度0.2 mg/mL
緩衝液pH: 9
構成要素:
濃度式名称
200.0 mMNaclSodium chloride
20.0 mMTrisTris(hydroxymethyl)aminomethane
5.0 mMDTTdithioerythritol
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER/RHODIUM / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.0001 kPa
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
詳細Mono disperse filament made of two subunits A and B of Cyclodipeptide enzyme from Nocardiopsis dassonvillei

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
温度最低: 70.0 K / 最高: 80.0 K
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 5000 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4000 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 12900 / 平均露光時間: 1.79 sec. / 平均電子線量: 33.0 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: 70.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 3.2 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 1.5 µm / 倍率（補正後）: 105000 / 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）: 3.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm / 倍率（公称値）: 105000
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

最終 再構成使用したクラス数: 15
想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 45.45 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: 132.37 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 849600
Segment selection選択した数: 1180140
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: Ab-initio model calculated using SGD embedded in cryosparc
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE / 詳細: helical
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
詳細Refinement is done in Phenix
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 179
得られたモデル

PDB-9exv:
Broad substrate scope C-C oxidation in cyclodipeptides catalysed by a flavin-dependent filament

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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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