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- EMDB-60383: Anaerobically isolated active [FeFe]-hydrogenase CbA5H -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-60383
タイトルAnaerobically isolated active [FeFe]-hydrogenase CbA5H
マップデータ
試料
  • 複合体: homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H
    • タンパク質・ペプチド: [FeFe]-hydrogenase
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: dicarbonyl[bis(cyanide-kappaC)]-mu-(iminodimethanethiolatato-1kappaS:2kappaS)-mu-(oxomethylidene)diiron(2+)
キーワード[FeFe]-hydrogenases / homodimer / Zn-binding / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


ferredoxin hydrogenase activity / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / iron ion binding
類似検索 - 分子機能
Iron hydrogenase, small subunit superfamily / Iron hydrogenase, subset / Iron hydrogenase, small subunit / : / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase, large subunit, C-terminal / Iron hydrogenase / Iron only hydrogenase large subunit, C-terminal domain / 4Fe-4S dicluster domain ...Iron hydrogenase, small subunit superfamily / Iron hydrogenase, subset / Iron hydrogenase, small subunit / : / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase, large subunit, C-terminal / Iron hydrogenase / Iron only hydrogenase large subunit, C-terminal domain / 4Fe-4S dicluster domain / Soluble ligand binding domain / SLBB domain / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
[FeFe]-hydrogenase
類似検索 - 構成要素
生物種Clostridium beijerinckii (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.21 Å
データ登録者Kawamoto A / Kurisu G
資金援助 ドイツ, 日本, 6件
OrganizationGrant number国
German Research Foundation (DFG)EXC2033-390677874-RESOLV ドイツ
Japan Science and TechnologyJPMJSC21C2 日本
German Research Foundation (DFG)HA2555/10-1 ドイツ
German Research Foundation (DFG)AP242/12-1 ドイツ
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)21H02417 日本
German Research Foundation (DFG)461338801 ドイツ
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Structural determinants of oxygen resistance and Zn-mediated stability of the [FeFe]-hydrogenase from .
著者: Jifu Duan / Andreas Rutz / Akihiro Kawamoto / Shuvankar Naskar / Kristina Edenharter / Silke Leimkühler / Eckhard Hofmann / Thomas Happe / Genji Kurisu /
要旨: [FeFe]-hydrogenases catalyze the reversible two-electron reduction of two protons to molecular hydrogen. Although these enzymes are among the most efficient H-converting biocatalysts in nature, their ...[FeFe]-hydrogenases catalyze the reversible two-electron reduction of two protons to molecular hydrogen. Although these enzymes are among the most efficient H-converting biocatalysts in nature, their catalytic cofactor (termed H-cluster) is irreversibly destroyed upon contact with dioxygen. The [FeFe]-hydrogenase CbA5H from has a unique mechanism to protect the H-cluster from oxygen-induced degradation. The protective strategy of CbA5H was proposed based on a partial protein structure of CbA5H's oxygen-shielded form. Here, we present a cryo-EM structure of 2.2 Å resolution from the entire enzyme in its dimeric and active state and elucidate the structural parameters of the reversible cofactor protection mechanism. We found that both subunits of the homodimeric structure of CbA5H have a Zn-binding four-helix domain, which does not play a role in electron transport as described for other complex protein structures. Biochemical data instead confirm that two [4Fe-4S] clusters are responsible for electron transfer in CbA5H, while the identified zinc atom is critical for oligomerization and protein stability.
履歴
登録2024年6月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月1日-
マップ公開2025年1月1日-
更新2025年7月16日-
現状2025年7月16日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_60383.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_60383.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 107.2 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.)
0.68 Å/pix.
x 304 pix.
= 205.2 Å		0.68 Å/pix.
x 304 pix.
= 205.2 Å		0.68 Å/pix.
x 304 pix.
= 205.2 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: 0.675 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: 0.0176
最小 - 最大-0.080237314 - 0.17372502
平均 (標準偏差)0.00012878688 (±0.0036475668)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ304304304
Spacing304304304
セルA=B=C: 205.2 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_60383_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: #1

ファイルemd_60383_additional_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_60383_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_60383_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 : homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H

全体名称: homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H
要素
  • 複合体: homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H
    • タンパク質・ペプチド: [FeFe]-hydrogenase
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: dicarbonyl[bis(cyanide-kappaC)]-mu-(iminodimethanethiolatato-1kappaS:2kappaS)-mu-(oxomethylidene)diiron(2+)

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超分子 #1: homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H

超分子名称: homodimeric structure of the active [FeFe]-hydrogenase CbA5H
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Clostridium beijerinckii (バクテリア)

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分子 #1: [FeFe]-hydrogenase

分子名称: [FeFe]-hydrogenase / 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: Clostridium beijerinckii (バクテリア)
分子量理論値: 75.001938 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MGDNKKSFIQ SALGSVFSVF SEEELKELSN GRKIAICGKV NNPGIIEVPE GATLNEIIQL CGGLINKSNF KAAQIGLPFG GFLTEDSLD KEFDFGIFYE NIARTIIVLS QEDCIIQFEK FYIEYLLAKI KDGSYKNYEV VKEDITEMFN ILNRISKGVS N MREIYLLR ...文字列:
MGDNKKSFIQ SALGSVFSVF SEEELKELSN GRKIAICGKV NNPGIIEVPE GATLNEIIQL CGGLINKSNF KAAQIGLPFG GFLTEDSLD KEFDFGIFYE NIARTIIVLS QEDCIIQFEK FYIEYLLAKI KDGSYKNYEV VKEDITEMFN ILNRISKGVS N MREIYLLR NLAVTVKSKM NQKHNIMEEI IDKFYEEIEE HIEEKKCYTS QCNHLVKLTI TKKCIGCGAC KRACPVDCIN GE LKKKHEI DYNRCTHCGA CVSACPVDAI SAGDNTMLFL RDLATPNKVV ITQMAPAVRV AIGEAFGFEP GENVEKKIAA GLR KLGVDY VFDTSWGADL TIMEEAAELQ ERLERHLAGD ESVKLPILTS CCPSWIKFIE QNYGDMLDVP SSAKSPMEMF AIVA KEIWA KEKGLSRDEV TSVAIMPCIA KKYEASRAEF SVDMNYDVDY VITTRELIKI FENSGINLKE IEDEEIDTVM GEYTG AGII FGRTGGVIEA ATRTALEKMT GERFDNIEFE GLRGWDGFRV CELEAGDIKL RIGVAHGLRE AAKMLDKIRS GEEFFH AIE IMACVGGCIG GGGQPKTKGN KQAALQKRAE GLNNIDRSKT LRRSNENPEV LAIYEKYLDH PLSNKAHELL HTVYFPR VK KDDIWSVGVK LFGGGSGGGS GGGSWSHPQF EK

UniProtKB: [FeFe]-hydrogenase

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分子 #2: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #3: IRON/SULFUR CLUSTER

分子名称: IRON/SULFUR CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 6 / 式: SF4
分子量理論値: 351.64 Da
Chemical component information

ChemComp-FS1:
IRON/SULFUR CLUSTER / 一硫化鉄

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分子 #4: dicarbonyl[bis(cyanide-kappaC)]-mu-(iminodimethanethiolatato-1kap...

分子名称: dicarbonyl[bis(cyanide-kappaC)]-mu-(iminodimethanethiolatato-1kappaS:2kappaS)-mu-(oxomethylidene)diiron(2+)
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: 402
分子量理論値: 354.953 Da
Chemical component information

ChemComp-402:
dicarbonyl[bis(cyanide-kappaC)]-mu-(iminodimethanethiolatato-1kappaS:2kappaS)-mu-(oxomethylidene)diiron(2+)

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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

緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
100.0 mMTris-HClTris Hydrochloride
2.0 mMNaDTsodium dithionite

詳細: 100 mM Tris-HCl, 2mM NaDT
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 50 % / チャンバー内温度: 278 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Vitrification carried out in anaerobic condition.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系球面収差補正装置: Microscope was modified with a Cs corrector
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
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: 1 / 実像数: 9994 / 平均電子線量: 60.0 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: 0.01 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 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: 7759751
CTF補正ソフトウェア - 名称: Gctf / タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.21 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 175586
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 3次元分類クラス数: 10 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
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:

6ttl


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

PDB-8zqd:
Anaerobically isolated active [FeFe]-hydrogenase CbA5H

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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。
  • 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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