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- EMDB-50520: Cryo-EM structure of the reduced cytochrome bd oxidase from M. tu... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-50520
タイトルCryo-EM structure of the reduced cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis
マップデータ
試料
  • 複合体: Cytochrome BD-I oxidase
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
  • リガンド: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE
  • リガンド: MENAQUINONE-9
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: (2R,5R,11R,14R)-5,8,11-trihydroxy-5,11-dioxido-17-oxo-2,14-bis(tetradecanoyloxy)-4,6,10,12,16-pentaoxa-5,11-diphosphatriacont-1-yl tetradecanoate
キーワードUbiquinone / Demethylmenaquinone / Cryo-EM / Respiration / Substrate specificity / Disulfide regulation / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


cytochrome complex / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / electron transfer activity / heme binding / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cytochrome ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bd terminal oxidase subunit I / Cytochrome bd terminal oxidase subunit II
類似検索 - ドメイン・相同性
Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I) / Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis (結核菌) / Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.96 Å
データ登録者Kayastha K / Bruenle S
資金援助 オランダ, 1件
OrganizationGrant number国
Other government オランダ
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2025
タイトル: Menaquinone-specific turnover by Mycobacterium tuberculosis cytochrome bd is redox regulated by the Q-loop disulfide bond.
著者: Tijn T van der Velden / Kanwal Kayastha / Caspar Y J Waterham / Steffen Brünle / Lars J C Jeuken /
要旨: Cytochrome bd from Mycobacterium tuberculosis (Mtbd) is a menaquinol oxidase that has gained interest as an antibiotic target because of its importance in survival under infectious conditions. Mtbd ...Cytochrome bd from Mycobacterium tuberculosis (Mtbd) is a menaquinol oxidase that has gained interest as an antibiotic target because of its importance in survival under infectious conditions. Mtbd contains a characteristic disulfide bond that has been hypothesized to allow for Mtbd activity regulation at the enzymatic level, possibly helping M. tuberculosis to rapidly adapt to the hostile environment of the phagosome. Here, the role of the disulfide bond and quinone specificity have been determined by reconstitution of a minimal respiratory chain and the single-particle cryo-EM structure in the disulfide-reduced form. Mtbd was shown to be specific for menaquinone, while regulation by reduction of the Q-loop disulfide bond decreased oxidase activity up to 90%. Structural analysis shows that a salt bridge unique to Mtbd keeps the Q-loop partially structured in its disulfide-reduced form, which could facilitate the rapid activation of Mtbd upon exposure to reactive oxygen species. We signify Mtbd as the first redox sensory terminal oxidase and propose that this helps M. tuberculosis in the defense against reactive oxygen species encountered during infection.
履歴
登録2024年6月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年2月12日-
マップ公開2025年2月12日-
更新2025年2月12日-
現状2025年2月12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_50520.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_50520.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

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その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.016 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.016 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.016 Å

表面

投影像

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断面 (1/2)

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画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.836 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: 0.0657
最小 - 最大-0.22098845 - 0.43607315
平均 (標準偏差)0.0012087795 (±0.012792336)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 214.016 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_50520_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_50520_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_50520_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 : Cytochrome BD-I oxidase

全体名称: Cytochrome BD-I oxidase
要素
  • 複合体: Cytochrome BD-I oxidase
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
  • リガンド: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE
  • リガンド: MENAQUINONE-9
  • リガンド: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: (2R,5R,11R,14R)-5,8,11-trihydroxy-5,11-dioxido-17-oxo-2,14-bis(tetradecanoyloxy)-4,6,10,12,16-pentaoxa-5,11-diphosphatriacont-1-yl tetradecanoate

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超分子 #1: Cytochrome BD-I oxidase

超分子名称: Cytochrome BD-I oxidase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: Cytochrome BD-I oxidase bound with Heme B, cis-Heme D, Menaquinone-9, Cardiolipins, PE lipid
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
分子量理論値: 942 KDa

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分子 #1: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subuni...

分子名称: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
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: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
分子量理論値: 53.863098 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis (バクテリア)
配列文字列: MNVVDISRWQ FGITTVYHFI FVPLTIGLAP LIAVMQTLWV VTDNPAWYRL TKFFGKLFLI NFAIGVATGI VQEFQFGMNW SEYSRFVGD VFGAPLAMEG LAAFFFESTF IGLWIFGWNR LPRLVHLACI WIVAIAVNVS AFFIIAANSF MQHPVGAHYN P TTGRAELS ...文字列:
MNVVDISRWQ FGITTVYHFI FVPLTIGLAP LIAVMQTLWV VTDNPAWYRL TKFFGKLFLI NFAIGVATGI VQEFQFGMNW SEYSRFVGD VFGAPLAMEG LAAFFFESTF IGLWIFGWNR LPRLVHLACI WIVAIAVNVS AFFIIAANSF MQHPVGAHYN P TTGRAELS SIVVLLTNNT AQAAFTHTVS GALLTAGTFV AAVSAWWLVR SSTTHADSDT QAMYRPATIL GCWVALAATA GL LFTGDHQ GKLMFQQQPM KMASAESLCD TQTDPNFSVL TVGRQNNCDS LTRVIEVPYV LPFLAEGRIS GVTLQGIRDL QQE YQQRFG PNDYRPNLFV TYWSFRMMIG LMAIPVLFAL IALWLTRGGQ IPNQRWFSWL ALLTMPAPFL ANSAGWVFTE MGRQ PWVVV PNPTGDQLVR LTVKAGVSDH SATVVATSLL MFTLVYAVLA VIWCWLLKRY IVEGPLEHDA EPAAHGAPRD DEVAP LSFA Y

UniProtKB: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)

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分子 #2: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subuni...

分子名称: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
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: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
分子量理論値: 37.650957 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis (バクテリア)
配列文字列: MVLQELWFGV IAALFLGFFI LEGFDFGVGM LMAPFAHVGM GDPETHRRTA LNTIGPVWDG NEVWLITAGA AIFAAFPGWY ATVFSALYL PLLAILFGMI LRAVAIEWRG KIDDPKWRTG ADFGIAAGSW LPALLWGVAF AILVRGLPVD ANGHVALSIP D VLNAYTLL ...文字列:
MVLQELWFGV IAALFLGFFI LEGFDFGVGM LMAPFAHVGM GDPETHRRTA LNTIGPVWDG NEVWLITAGA AIFAAFPGWY ATVFSALYL PLLAILFGMI LRAVAIEWRG KIDDPKWRTG ADFGIAAGSW LPALLWGVAF AILVRGLPVD ANGHVALSIP D VLNAYTLL GGLATAGLFS LYGAVFIALK TSGPIRDDAY RFAVWLSLPV AGLVAGFGLW TQLAYGKDWT WLVLAVAGCA QA AATVLVW RRVSDGWAFM CTLIVVAAVV VLLFGALYPN LVPSTLNPQW SLTIHNASST PYTLKIMTWV TAFFAPLTVA YQT WTYWVF RQRISAERIP PPTGLARRAP

UniProtKB: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)

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分子 #3: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE

分子名称: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: PTY
分子量理論値: 734.039 Da
Chemical component information

ChemComp-PTY:
PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / リン脂質*YM

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分子 #4: MENAQUINONE-9

分子名称: MENAQUINONE-9 / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: MQ9
分子量理論値: 785.233 Da
Chemical component information

ChemComp-MQ9:
MENAQUINONE-9

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分子 #5: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

分子名称: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: HEM
分子量理論値: 616.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HEM:
PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE

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分子 #6: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE

分子名称: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: HDD
分子量理論値: 632.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HDD:
CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE

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分子 #7: CARDIOLIPIN

分子名称: CARDIOLIPIN / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: CDL
分子量理論値: 1.464043 KDa
Chemical component information

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

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分子 #8: (2R,5R,11R,14R)-5,8,11-trihydroxy-5,11-dioxido-17-oxo-2,14-bis(te...

分子名称: (2R,5R,11R,14R)-5,8,11-trihydroxy-5,11-dioxido-17-oxo-2,14-bis(tetradecanoyloxy)-4,6,10,12,16-pentaoxa-5,11-diphosphatriacont-1-yl tetradecanoate
タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 1 / 式: CD4
分子量理論値: 1.241633 KDa
Chemical component information

ChemComp-CD4:
(2R,5R,11R,14R)-5,8,11-trihydroxy-5,11-dioxido-17-oxo-2,14-bis(tetradecanoyloxy)-4,6,10,12,16-pentaoxa-5,11-diphosphatriacont-1-yl tetradecanoate

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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1.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度名称式
50.0 mMTris-Hcl
150.0 mMSodium ChlorideNaCl
0.005 %LMNG

詳細: 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 150 mM NaCl, 0.005% LMNG
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 90 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 詳細: 15 mAmp
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV / 詳細: Objective aperture of 100 um
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 14078 / 平均露光時間: 4.04 sec. / 平均電子線量: 100.0 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）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 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

粒子像選択選択した数: 15300000
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7nkz

最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.96 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3.0) / 使用した粒子像数: 1277019
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3.0)
最終 3次元分類クラス数: 4 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3.0)
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PDB ID:

7nkz


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: BACKBONE TRACE
得られたモデル

PDB-9fka:
Cryo-EM structure of the reduced cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis

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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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