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万見
- PDB-7nkz: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculos... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7nkz
タイトルCryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
要素(Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit ...) x 2
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Terminal oxidase Oxidoreductase Oxygen reductase bd oxidase
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 / membrane => GO:0016020 / 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
CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE / HEME B/C / MENAQUINONE-9 / OXYGEN MOLECULE / 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 H37Rv (結核菌)
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: 2.5 Å
データ登録者Safarian, S. / Wu, D. / Krause, K.L. / Michel, H.
資金援助 ドイツ, ニュージーランド, 4件
組織認可番号国
German Research Foundation (DFG) ドイツ
Max Planck SocietyNobel Laureate Fellowship ドイツ
Marsden Fund ニュージーランド
Royal Society of New ZealandCatalyst grant ニュージーランド
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: The cryo-EM structure of the bd oxidase from M. tuberculosis reveals a unique structural framework and enables rational drug design to combat TB.
著者: Schara Safarian / Helen K Opel-Reading / Di Wu / Ahmad R Mehdipour / Kiel Hards / Liam K Harold / Melanie Radloff / Ian Stewart / Sonja Welsch / Gerhard Hummer / Gregory M Cook / Kurt L ...著者: Schara Safarian / Helen K Opel-Reading / Di Wu / Ahmad R Mehdipour / Kiel Hards / Liam K Harold / Melanie Radloff / Ian Stewart / Sonja Welsch / Gerhard Hummer / Gregory M Cook / Kurt L Krause / Hartmut Michel /
要旨: New drugs are urgently needed to combat the global TB epidemic. Targeting simultaneously multiple respiratory enzyme complexes of Mycobacterium tuberculosis is regarded as one of the most effective ...New drugs are urgently needed to combat the global TB epidemic. Targeting simultaneously multiple respiratory enzyme complexes of Mycobacterium tuberculosis is regarded as one of the most effective treatment options to shorten drug administration regimes, and reduce the opportunity for the emergence of drug resistance. During infection and proliferation, the cytochrome bd oxidase plays a crucial role for mycobacterial pathophysiology by maintaining aerobic respiration at limited oxygen concentrations. Here, we present the cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 Å. In conjunction with atomistic molecular dynamics (MD) simulation studies we discovered a previously unknown MK-9-binding site, as well as a unique disulfide bond within the Q-loop domain that defines an inactive conformation of the canonical quinol oxidation site in Actinobacteria. Our detailed insights into the long-sought atomic framework of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis will form the basis for the design of highly specific drugs to act on this enzyme.
履歴
登録2021年2月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02021年9月22日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年9月29日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin / pdbx_database_proc
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _em_admin.last_update

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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-12451
  • 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
B: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
A: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)94,2017
ポリマ－91,5142
非ポリマー2,6875
水75742
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: native gel electrophoresis
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area11310 Å2
ΔGint-138 kcal/mol
Surface area27710 Å2

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要素

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Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit ... , 2種, 2分子 BA

#1: タンパク質 Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)


分子量: 37650.957 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: cydB, Rv1622c
発現宿主: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株 (発現宿主): mc2 155 / Variant (発現宿主): delta cydAB / 参照: UniProt: O06139
#2: タンパク質 Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)


分子量: 53863.098 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
株: ATCC 25618 / H37Rv / 遺伝子: cydA, Rv1623c
発現宿主: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株 (発現宿主): mc2 155 / Variant (発現宿主): delta cydAB / 参照: UniProt: L7N662

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非ポリマー , 5種, 47分子

#3: 化合物 ChemComp-OXY / OXYGEN MOLECULE / ペルオキシド


分子量: 31.999 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: O2
#4: 化合物 ChemComp-MQ9 / MENAQUINONE-9


分子量: 785.233 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C56H80O2
#5: 化合物 ChemComp-HDD / CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE / HEME


分子量: 632.487 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C34H32FeN4O5
#6: 化合物 ChemComp-HEB / HEME B/C / HYBRID BETWEEN B AND C TYPE HEMES (PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE)


分子量: 618.503 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C34H34FeN4O4
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 42 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.0915 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
由来(組換発現)生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
プラスミド: pYUB28b
緩衝液pH: 7
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHepes1
2100 mMNaCl1
試料濃度: 1.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Monodisperse sample of cytochrome bd oxidase reconstituted in lipid nanodiscs 1D1
試料支持詳細: 15 mA / グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K / 詳細: Blot force 20

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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
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（補正後）: 96000 X / 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: 5 sec. / 電子線照射量: 15 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 12070

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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
2DigitalMicrograph画像取得
3EPU2.9画像取得
5CTFFINDCTF補正
8Coot0.8.9モデルフィッティング
10RELION3.1初期オイラー角割当
12RELION3.1分類
14PHENIX1.14モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 15000000
3次元再構成解像度: 2.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 843799 / アルゴリズム: EXACT BACK PROJECTION / 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: 70 / プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
原子モデル構築
IDPDB-IDPDB chain-ID 3D fitting-ID
16RKO

6rko

A1
26RKO

6rko

B1

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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)

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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