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- PDB-5kz5: Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assem... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5kz5
タイトルArchitecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery: the Complex Formed by the Iron Donor, the Sulfur Donor, and the Scaffold
要素
  • Cysteine desulfurase, mitochondrial
  • Frataxin, mitochondrial
  • Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
キーワードTRANSFERASE/OXIDOREDUCTASE / frataxin / iron-sulfur protein (鉄硫黄タンパク質) / mitochondria (ミトコンドリア) / protein complex (タンパク質複合体) / TRANSFERASE-OXIDOREDUCTASE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of ferrochelatase activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / Molybdenum cofactor biosynthesis / 深部感覚 / [4Fe-4S] cluster assembly / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex ...regulation of ferrochelatase activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / Molybdenum cofactor biosynthesis / 深部感覚 / [4Fe-4S] cluster assembly / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex / Mitochondrial iron-sulfur cluster biogenesis / mitochondrial [2Fe-2S] assembly complex / positive regulation of aconitate hydratase activity / positive regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / iron chaperone activity / cysteine desulfurase / cysteine desulfurase activity / negative regulation of organ growth / Mo-molybdopterin cofactor biosynthetic process / iron-sulfur cluster assembly complex / Mitochondrial protein import / [2Fe-2S] cluster assembly / 酸化的リン酸化 / adult walking behavior / response to iron ion / embryo development ending in birth or egg hatching / iron-sulfur cluster assembly / heme biosynthetic process / negative regulation of multicellular organism growth / organ growth / muscle cell cellular homeostasis / positive regulation of catalytic activity / ferroxidase / iron-sulfur cluster binding / negative regulation of release of cytochrome c from mitochondria / ferroxidase activity / protein autoprocessing / mitochondrion organization / ferric iron binding / ferrous iron binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / cellular response to hydrogen peroxide / pyridoxal phosphate binding / Maturation of replicase proteins / iron ion transport / positive regulation of cell growth / intracellular iron ion homeostasis / molecular adaptor activity / ミトコンドリアマトリックス / iron ion binding / 中心体 / positive regulation of cell population proliferation / negative regulation of apoptotic process / protein homodimerization activity / ミトコンドリア / zinc ion binding / 核質 / metal ion binding / 細胞核 / 細胞質基質 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Frataxin / ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Cysteine desulfurase IscS / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain / NIF system FeS cluster assembly, NifU, N-terminal ...Frataxin / ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Cysteine desulfurase IscS / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain / NIF system FeS cluster assembly, NifU, N-terminal / NifU-like N terminal domain / Frataxin/CyaY superfamily / Cysteine desulfurase / Aminotransferase class-V, pyridoxal-phosphate binding site / Aminotransferases class-V pyridoxal-phosphate attachment site. / Aminotransferase class V domain / Aminotransferase class-V / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, small domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase
類似検索 - ドメイン・相同性
Frataxin, mitochondrial / Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU / Cysteine desulfurase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 14.3 Å
データ登録者Gakh, O. / Ranatunga, W. / Smith, D.Y. / Ahlgren, E.C. / Al-Karadaghi, S. / Thompson, J.R. / Isaya, G.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute on Aging (NIH/NIA)AG15709-19 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2016
タイトル: Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery.
著者: Oleksandr Gakh / Wasantha Ranatunga / Douglas Y Smith / Eva-Christina Ahlgren / Salam Al-Karadaghi / James R Thompson / Grazia Isaya /
要旨: Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human ...Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human machinery remains undefined, we co-expressed in Escherichia coli the following four proteins involved in the initial step of Fe-S cluster synthesis: FXN (iron donor); [NFS1]·[ISD11] (sulfur donor); and ISCU (scaffold upon which new clusters are assembled). We purified a stable, active complex consisting of all four proteins with 1:1:1:1 stoichiometry. Using negative staining transmission EM and single particle analysis, we obtained a three-dimensional model of the complex with ∼14 Å resolution. Molecular dynamics flexible fitting of protein structures docked into the EM map of the model revealed a [FXN]·[NFS1]·[ISD11]·[ISCU] complex, consistent with the measured 1:1:1:1 stoichiometry of its four components. The complex structure fulfills distance constraints obtained from chemical cross-linking of the complex at multiple recurring interfaces, involving hydrogen bonds, salt bridges, or hydrophobic interactions between conserved residues. The complex consists of a central roughly cubic [FXN]·[ISCU] sub-complex with one symmetric ISCU trimer bound on top of one symmetric FXN trimer at each of its eight vertices. Binding of 12 [NFS1]·[ISD11] sub-complexes to the surface results in a globular macromolecule with a diameter of ∼15 nm and creates 24 Fe-S cluster assembly centers. The organization of each center recapitulates a previously proposed conserved mechanism for sulfur donation from NFS1 to ISCU and reveals, for the first time, a path for iron donation from FXN to ISCU.
履歴
登録2016年7月22日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02016年8月31日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12016年10月19日Group: Database references
改定 1.22017年5月3日Group: Derived calculations
改定 1.32018年7月18日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_software / pdbx_audit_support
Item: _em_software.name / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42019年12月18日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
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  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8301
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
1: Cysteine desulfurase, mitochondrial
2: Cysteine desulfurase, mitochondrial
3: Cysteine desulfurase, mitochondrial
4: Cysteine desulfurase, mitochondrial
M: Cysteine desulfurase, mitochondrial
N: Cysteine desulfurase, mitochondrial
O: Cysteine desulfurase, mitochondrial
P: Cysteine desulfurase, mitochondrial
Q: Cysteine desulfurase, mitochondrial
R: Cysteine desulfurase, mitochondrial
S: Cysteine desulfurase, mitochondrial
T: Cysteine desulfurase, mitochondrial
A: Frataxin, mitochondrial
a: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
B: Frataxin, mitochondrial
b: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
C: Frataxin, mitochondrial
c: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
D: Frataxin, mitochondrial
d: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
E: Frataxin, mitochondrial
e: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
F: Frataxin, mitochondrial
f: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
G: Frataxin, mitochondrial
g: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
H: Frataxin, mitochondrial
h: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
I: Frataxin, mitochondrial
i: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
J: Frataxin, mitochondrial
j: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
K: Frataxin, mitochondrial
k: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
L: Frataxin, mitochondrial
l: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)897,65136
ポリマ－897,65136
非ポリマー00
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area295710 Å2
ΔGint-1219 kcal/mol
Surface area202200 Å2

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要素

#1: タンパク質
Cysteine desulfurase, mitochondrial / / NFS1


分子量: 43429.648 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: NFS1, NIFS, HUSSY-08 / 発現宿主: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9Y697, cysteine desulfurase
#2: タンパク質
Frataxin, mitochondrial / / Friedreich ataxia protein / Fxn


分子量: 18849.025 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: FXN, FRDA, X25 / 発現宿主: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q16595, ferroxidase
#3: タンパク質
Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial / NifU-like N-terminal domain-containing protein / NifU-like protein / iron sulfur cluster scaffold protein


分子量: 12525.580 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ISCU, NIFUN / 発現宿主: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9H1K1

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: NFS1-ISD11-ISCU-FXN / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / プラスミド: pCDF, pET
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMTris-HClトリスヒドロキシメチルアミノメタンC4H12ClNO31
2150 mMsodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム1
試料濃度: 0.3 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: YES / 凍結: NO / 詳細: 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM NaCl
染色タイプ: NEGATIVE / 詳細: 5 and 30 seconds / 染色剤: 1% uranyl acetate
試料支持詳細: DV-502A vacuum evaporator (Denton Vacuum Inc.) / グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Carbon-coated copper grids, EMS

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Tecnai F30 / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TECNAI F30
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 115000 X / 倍率（補正後）: 115000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 210 nm / Calibrated defocus min: 210 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 3000 nm / Cs: 2 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN / 試料ホルダーモデル: SIDE ENTRY, EUCENTRIC
撮影電子線照射量: 30 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 466
画像スキャン横: 4096 / 縦: 4096

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1DigitalMicrograph1.6画像取得
3EMAN22.06CTF補正
6UCSF Chimera1.1モデルフィッティング
8Situs2.3モデル精密化
9NAMD2.1モデル精密化
10Coot0.8.1モデル精密化
14EMAN22.06３次元再構成
画像処理詳細: 432 symmetry
CTF補正詳細: The ctf.auto function from EMAN2 was applied. / タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
粒子像の選択選択した粒子像数: 4124
対称性点対称性: O (正8面体型対称)
3次元再構成解像度: 14.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 4124 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL

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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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