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万見
- PDB-6on2: Lon Protease from Yersinia pestis with Y2853 substrate -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6on2
タイトルLon Protease from Yersinia pestis with Y2853 substrate
要素
  • ATP-dependent protease La
  • Bound Y2853 Substrate
キーワードHYDROLASE / Lon / mitochondrial protease / AAA+ / ATPase
機能・相同性
機能・相同性情報


endopeptidase La / ATP-dependent peptidase activity / protein quality control for misfolded or incompletely synthesized proteins / cellular response to heat / sequence-specific DNA binding / serine-type endopeptidase activity / ATP hydrolysis activity / ATP binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Lon protease, bacterial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / 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 protease, N-terminal domain superfamily / Lon N-terminal domain profile. ...Lon protease, bacterial / Lon protease, bacterial/eukaryotic-type / 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 protease, N-terminal domain superfamily / Lon N-terminal domain profile. / Lon protease, N-terminal domain / 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
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Lon protease / Lon protease
類似検索 - 構成要素
生物種Yersinia pestis (ペスト菌)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3 Å
データ登録者Shin, M. / Asmita, A. / Puchades, C. / Adjei, E. / Wiseman, R.L. / Karzai, A.W. / Lander, G.C.
資金援助 米国, 5件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIH/NIBIB)DP2EB020402 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)NS095892 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI-127533 米国
National Institutes of Health/National Institute on Aging (NIH/NIA)AG061697 米国
National Institutes of Health/Office of the DirectorS10OD021634 米国
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2020
タイトル: Structural basis for distinct operational modes and protease activation in AAA+ protease Lon.
著者: Mia Shin / Cristina Puchades / Ananya Asmita / Neha Puri / Eric Adjei / R Luke Wiseman / A Wali Karzai / Gabriel C Lander /
要旨: Substrate-bound structures of AAA+ protein translocases reveal a conserved asymmetric spiral staircase architecture wherein a sequential ATP hydrolysis cycle drives hand-over-hand substrate ...Substrate-bound structures of AAA+ protein translocases reveal a conserved asymmetric spiral staircase architecture wherein a sequential ATP hydrolysis cycle drives hand-over-hand substrate translocation. However, this configuration is unlikely to represent the full conformational landscape of these enzymes, as biochemical studies suggest distinct conformational states depending on the presence or absence of substrate. Here, we used cryo-electron microscopy to determine structures of the Lon AAA+ protease in the absence and presence of substrate, uncovering the mechanistic basis for two distinct operational modes. In the absence of substrate, Lon adopts a left-handed, "open" spiral organization with autoinhibited proteolytic active sites. Upon the addition of substrate, Lon undergoes a reorganization to assemble an enzymatically active, right-handed "closed" conformer with active protease sites. These findings define the mechanistic principles underlying the operational plasticity required for processing diverse protein substrates.
履歴
登録2019年4月19日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02019年5月1日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12019年12月11日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.22020年12月2日Group: Database references / Derived calculations / カテゴリ: citation / citation_author / struct_conn
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_auth_asym_id / _struct_conn.ptnr1_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr1_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr1_label_asym_id / _struct_conn.ptnr1_label_atom_id / _struct_conn.ptnr1_label_comp_id / _struct_conn.ptnr1_label_seq_id / _struct_conn.ptnr2_auth_asym_id / _struct_conn.ptnr2_label_asym_id
改定 1.32024年3月20日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-20133
  • 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
A: ATP-dependent protease La
B: ATP-dependent protease La
C: ATP-dependent protease La
D: ATP-dependent protease La
E: ATP-dependent protease La
F: ATP-dependent protease La
G: Bound Y2853 Substrate
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)351,08318
ポリマ－348,0787
非ポリマー3,00511
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: assay for oligomerization, Full-length Y. pestis Lon bearing the slowly ATP hydrolyzing Walker B mutation (E424Q) was incubated with an excess of Y2853, an 18 kDa substrate. Substrate-bound ...根拠: assay for oligomerization, Full-length Y. pestis Lon bearing the slowly ATP hydrolyzing Walker B mutation (E424Q) was incubated with an excess of Y2853, an 18 kDa substrate. Substrate-bound complexes were separated from unbound substrate using size-exclusion chromatography. Identity of elution components was confirmed using SDS-PAGE/IB
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質
ATP-dependent protease La / DNA-binding ATP-dependent protease La / Endopeptidase La


分子量: 57927.051 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Yersinia pestis (ペスト菌) / 遺伝子: lon, YP_0776, EGT45_05820, NCTC144_01047 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: A0A3N4AY83, UniProt: A0A5P8YJ65*PLUS, endopeptidase La
#2: タンパク質・ペプチド Bound Y2853 Substrate


分子量: 515.560 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: Y2853 substrate was added to Lon and modeled here as a polyalanine chain
由来: (組換発現) Yersinia pestis (ペスト菌) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#3: 化合物
ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP


分子量: 507.181 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#4: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#5: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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: Lon protease bound to Y2853 substrate / タイプ: COMPLEX
詳細: Complexes consisting of homohexameric Lon protease from Yersinia pestis bound to Y2853 substrate were isolated using size-exclusion chromatography
Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量単位: MEGADALTONS / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Yersinia pestis (ペスト菌) / 細胞内の位置: Cytoplasm
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / プラスミド: pET28b-lon
緩衝液pH: 8
詳細: Solutions were made fresh from concentrated and filtered using a 0.1 um syringe filter to avoid microbial contamination. Buffers were stored on ice and used within 15 minutes of mixing in ...詳細: Solutions were made fresh from concentrated and filtered using a 0.1 um syringe filter to avoid microbial contamination. Buffers were stored on ice and used within 15 minutes of mixing in order to avoid excess ATP hydrolysis.
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMTris BaseTris1
275 mMPotassium ChlorideKCl1
310 mMMagnesium ChlorideMgCl21
41 mMTCEPTCEP1
51 mMAdenosine TriphosphateATP1
試料濃度: 0.95 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: This sample was monodisperse
試料支持詳細: Grids were plasma treated for 30 seconds using a 15 mA current operating under atmospheric gases using a glow discharger (Electron Microscopy Sciences).
グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil, UltrAuFoil, R1.2/1.3
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K
詳細: 4 uL of sample was applied per grid and manually blotted for 4 seconds followed by immediately plunge-freezing in liquid ethane cooled by liquid nitrogen.

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
詳細: Coma-free alignment procedure from Herzik & Wu, Nature Methods (2017). Preliminary grid screening was performed manually prior to data collection.
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 36000 X / 倍率（補正後）: 43478 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Calibrated defocus min: 500 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 1500 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 90 K / 最低温度: 80 K / Residual tilt: 0.14 mradians
撮影平均露光時間: 11 sec. / 電子線照射量: 52 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 4071
詳細: Images were collected in counting mode at 4 frames per second
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 3710 / 縦: 3838 / 動画フレーム数/画像: 44 / 利用したフレーム数/画像: 0-43

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.11.1_2580: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1FindEM1粒子像選択FindEM Template Picking was used to automatically select particle images based on 2D templates
2Leginon3画像取得Leginon software was used for automated data collection
4RELION2.0bCTF補正CTF correction during refinement
7Coot0.8.8モデルフィッティングCoot was used for de novo atomic model building
9RELION2.0b初期オイラー角割当RELION 2.0b was used to assign initial euler angles
10RELION2.0b最終オイラー角割当RELION 2.0b was used to assign final euler angles
11RELION2.0b分類RELION 2.0b was used to perform final classification
12RELION2.0b３次元再構成RELION 2.0b was used to perform final reconstruction
13PHENIX1.11.1モデル精密化Phenix 1.11.1 was used to perform real space refinement using the atomic model and experimentally-derived EM map
CTF補正詳細: CTF correction in RELION / タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
粒子像の選択選択した粒子像数: 1176206 / 詳細: template-based cross correlation with FindEM
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 118143 / アルゴリズム: BACK PROJECTION
詳細: Focused classification of final reconstruction was performed on E and F "step" subunits, resulting in a reconstruction with an overall resolution of 3.5 A by FSC 0.143. The two maps were ...詳細: Focused classification of final reconstruction was performed on E and F "step" subunits, resulting in a reconstruction with an overall resolution of 3.5 A by FSC 0.143. The two maps were stitched together using vop max in UCSF Chimera. All three maps (two original and final composite) are deposited in this entry.
クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 52 / プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
詳細: Initial homology model was built using SWISS-MODEL and initial rigid body docking was done using UCSF Chimera
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00724706
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.9233381
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.14415370
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0593863
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0084277

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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://pdbjlvh1.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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