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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6vk9 | |||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of PilA-N/C from Geobacter sulfurreducens | |||||||||||||||
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![]() | PROTEIN FIBRIL / Protein transport / Pili | |||||||||||||||
機能・相同性 | ![]() pilus assembly / protein secretion by the type II secretion system / type II protein secretion system complex / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | |||||||||||||||
生物種 | ![]() | |||||||||||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å | |||||||||||||||
![]() | Gu, Y. / Srikanth, V. / Malvankar, N.S. / Samatey, F.A. | |||||||||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Structure of Geobacter pili reveals secretory rather than nanowire behaviour. 著者: Yangqi Gu / Vishok Srikanth / Aldo I Salazar-Morales / Ruchi Jain / J Patrick O'Brien / Sophia M Yi / Rajesh Kumar Soni / Fadel A Samatey / Sibel Ebru Yalcin / Nikhil S Malvankar / ![]() 要旨: Extracellular electron transfer by Geobacter species through surface appendages known as microbial nanowires is important in a range of globally important environmental phenomena, as well as for ...Extracellular electron transfer by Geobacter species through surface appendages known as microbial nanowires is important in a range of globally important environmental phenomena, as well as for applications in bio-remediation, bioenergy, biofuels and bioelectronics. Since 2005, these nanowires have been thought to be type 4 pili composed solely of the PilA-N protein. However, previous structural analyses have demonstrated that, during extracellular electron transfer, cells do not produce pili but rather nanowires made up of the cytochromes OmcS and OmcZ. Here we show that Geobacter sulfurreducens binds PilA-N to PilA-C to assemble heterodimeric pili, which remain periplasmic under nanowire-producing conditions that require extracellular electron transfer. Cryo-electron microscopy revealed that C-terminal residues of PilA-N stabilize its copolymerization with PilA-C (to form PilA-N-C) through electrostatic and hydrophobic interactions that position PilA-C along the outer surface of the filament. PilA-N-C filaments lack π-stacking of aromatic side chains and show a conductivity that is 20,000-fold lower than that of OmcZ nanowires. In contrast with surface-displayed type 4 pili, PilA-N-C filaments show structure, function and localization akin to those of type 2 secretion pseudopili. The secretion of OmcS and OmcZ nanowires is lost when pilA-N is deleted and restored when PilA-N-C filaments are reconstituted. The substitution of pilA-N with the type 4 pili of other microorganisms also causes a loss of secretion of OmcZ nanowires. As all major phyla of prokaryotes use systems similar to type 4 pili, this nanowire translocation machinery may have a widespread effect in identifying the evolution and prevalence of diverse electron-transferring microorganisms and in determining nanowire assembly architecture for designing synthetic protein nanowires. | |||||||||||||||
履歴 |
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構造の表示
ムービー |
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構造ビューア | 分子: ![]() ![]() |
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ダウンロードとリンク
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ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | ![]() | 421.4 KB | 表示 | ![]() |
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PDB形式 | ![]() | 355 KB | 表示 | ![]() |
PDBx/mmJSON形式 | ![]() | ツリー表示 | ![]() | |
その他 | ![]() |
-検証レポート
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 21225MC M: このデータのモデリングに利用したマップデータ C: 同じ文献を引用 ( |
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類似構造データ | |
電子顕微鏡画像生データ | ![]() Data size: 1.5 TB Data #1: Geobacter sulfurreducens PilA-N-C pili - raw unaligned/uncorrected super resolution images [micrographs - multiframe]) |
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リンク
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集合体
登録構造単位 | ![]()
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1 |
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対称性 | らせん対称: (回転対称性: 1 / Dyad axis: no / N subunits divisor: 1 / Num. of operations: 16 / Rise per n subunits: 10.41 Å / Rotation per n subunits: 89.03 °) |
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要素
#1: タンパク質 | 分子量: 6576.502 Da / 分子数: 16 / 断片: UNP residues 30-90 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() 遺伝子: pilA-N, GSU1496 / 発現宿主: ![]() #2: タンパク質 | 分子量: 10973.763 Da / 分子数: 16 / 断片: UNP residues 21-124 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() 遺伝子: pilA-C, GSU1497 / 発現宿主: ![]() |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: FILAMENT / 3次元再構成法: らせん対称体再構成法 |
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試料調製
構成要素 | 名称: Polymerized hetero-dimers of PilA-N and PilA-C / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: NATURAL | |||||||||||||||
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分子量 | 実験値: NO | |||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: ![]() | |||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7 | |||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | |||||||||||||||
試料支持 | 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: Quantifoil R2/2 | |||||||||||||||
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE |
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電子顕微鏡撮影
実験機器 | ![]() モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: ![]() |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 165000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 2500 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 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 |
撮影 | 平均露光時間: 0.2 sec. / 電子線照射量: 2.308 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION 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: 1 / 実像数: 7664 |
電子光学装置 | エネルギーフィルター名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV |
画像スキャン | 動画フレーム数/画像: 27 / 利用したフレーム数/画像: 2-10 |
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解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
らせん対称 | 回転角度/サブユニット: 89.01 ° / 軸方向距離/サブユニット: 10.41 Å / らせん対称軸の対称性: C1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 83000 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 3 / 対称性のタイプ: HELICAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
精密化 | 最高解像度: 3.8 Å |