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- PDB-7qh2: Cryo-EM structure of Ldh-EtfAB complex from Acetobacterium woodii -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7qh2
タイトルCryo-EM structure of Ldh-EtfAB complex from Acetobacterium woodii
要素(Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit ...) x 3
キーワードFLAVOPROTEIN / Electron bifurcation / Electron confirmation / Lactate / Lactate dehydrogenase complex / Electron transferring flavoprotein / A. woodii / redox enzyme
機能・相同性
機能・相同性情報


lactate dehydrogenase (NAD+,ferredoxin) / D-lactate dehydrogenase activity / FAD binding / flavin adenine dinucleotide binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / electron transfer activity / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Electron transfer flavoprotein, beta subunit / Electron transfer flavoprotein, alpha subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein, beta subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein alpha subunit/FixB / Electron transfer flavoprotein domain / Electron transfer flavoprotein, alpha/beta-subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein, alpha subunit, C-terminal / Electron transfer flavoprotein FAD-binding domain / Electron transfer flavoprotein domain / FAD-linked oxidase, C-terminal ...Electron transfer flavoprotein, beta subunit / Electron transfer flavoprotein, alpha subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein, beta subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein alpha subunit/FixB / Electron transfer flavoprotein domain / Electron transfer flavoprotein, alpha/beta-subunit, N-terminal / Electron transfer flavoprotein, alpha subunit, C-terminal / Electron transfer flavoprotein FAD-binding domain / Electron transfer flavoprotein domain / FAD-linked oxidase, C-terminal / FAD linked oxidases, C-terminal domain / Vanillyl-alcohol oxidase, C-terminal subdomain 2 / FAD-linked oxidase-like, C-terminal / FAD linked oxidase, N-terminal / FAD binding domain / FAD-binding domain, PCMH-type / PCMH-type FAD-binding domain profile. / FAD-binding, type PCMH, subdomain 2 / FAD-binding, type PCMH-like superfamily / DHS-like NAD/FAD-binding domain superfamily / Rossmann-like alpha/beta/alpha sandwich fold
類似検索 - ドメイン・相同性
FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / : / Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctB / Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctC / Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctD
類似検索 - 構成要素
生物種Acetobacterium woodii (バクテリア)
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: 2.43 Å
データ登録者Kayastha, K. / Ermler, U.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Elife / 年: 2022
タイトル: Structure-based electron-confurcation mechanism of the Ldh-EtfAB complex.
著者: Kanwal Kayastha / Alexander Katsyv / Christina Himmrich / Sonja Welsch / Jan M Schuller / Ulrich Ermler / Volker Müller /
要旨: Lactate oxidation with NAD as electron acceptor is a highly endergonic reaction. Some anaerobic bacteria overcome the energetic hurdle by flavin-based electron bifurcation/confurcation (FBEB/FBEC) ...Lactate oxidation with NAD as electron acceptor is a highly endergonic reaction. Some anaerobic bacteria overcome the energetic hurdle by flavin-based electron bifurcation/confurcation (FBEB/FBEC) using a lactate dehydrogenase (Ldh) in concert with the electron-transferring proteins EtfA and EtfB. The electron cryo-microscopically characterized (Ldh-EtfAB) complex of at 2.43 Å resolution consists of a mobile EtfAB shuttle domain located between the rigid central Ldh and the peripheral EtfAB base units. The FADs of Ldh and the EtfAB shuttle domain contact each other thereby forming the D (dehydrogenation-connected) state. The intermediary Glu37 and Glu139 may harmonize the redox potentials between the FADs and the pyruvate/lactate pair crucial for FBEC. By integrating Alphafold2 calculations a plausible novel B (bifurcation-connected) state was obtained allowing electron transfer between the EtfAB base and shuttle FADs. Kinetic analysis of enzyme variants suggests a correlation between NAD binding site and D-to-B-state transition implicating a 75° rotation of the EtfAB shuttle domain. The FBEC inactivity when truncating the ferredoxin domain of EtfA substantiates its role as redox relay. Lactate oxidation in Ldh is assisted by the catalytic base His423 and a metal center. On this basis, a comprehensive catalytic mechanism of the FBEC process was proposed.
履歴
登録2021年12月10日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02022年6月29日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年7月6日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22024年7月17日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / Item: _em_admin.last_update

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構造の表示

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: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctC
B: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctB
C: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctD
D: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctC
E: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctB
F: Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctD
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)258,18114
ポリマ－253,3566
非ポリマー4,8258
水362
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area34220 Å2
ΔGint-197 kcal/mol
Surface area77930 Å2

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要素

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Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit ... , 3種, 6分子 ADBECF

#1: タンパク質 Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctC / Electron transfer flavoprotein large subunit / Electron transfer flavoprotein subunit alpha / EtfA ...Electron transfer flavoprotein large subunit / Electron transfer flavoprotein subunit alpha / EtfA / Lactate dehydrogenase-Etf complex subunit LctC


分子量: 46222.496 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Acetobacterium woodii (バクテリア)
株: ATCC 29683 / DSM 1030 / JCM 2381 / KCTC 1655 / WB1 / 遺伝子: lctC, etfA, Awo_c08720 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株 (発現宿主): del-iscR
参照: UniProt: H6LBB1, lactate dehydrogenase (NAD+,ferredoxin)
#2: タンパク質 Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctB / Electron transfer flavoprotein small subunit / Electron transfer flavoprotein subunit beta / EtfB / ...Electron transfer flavoprotein small subunit / Electron transfer flavoprotein subunit beta / EtfB / Lactate dehydrogenase-Etf complex subunit LctB


分子量: 29187.627 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Acetobacterium woodii (バクテリア)
株: ATCC 29683 / DSM 1030 / JCM 2381 / KCTC 1655 / WB1 / 遺伝子: lctB, etfB, Awo_c08710 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株 (発現宿主): del-iscR
参照: UniProt: H6LBB0, lactate dehydrogenase (NAD+,ferredoxin)
#3: タンパク質 Lactate dehydrogenase (NAD(+),ferredoxin) subunit LctD


分子量: 51267.797 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Acetobacterium woodii (バクテリア)
株: ATCC 29683 / DSM 1030 / JCM 2381 / KCTC 1655 / WB1 / 遺伝子: lctD, glcD, Awo_c08730 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株 (発現宿主): del-iscR
参照: UniProt: H6LBS1, lactate dehydrogenase (NAD+,ferredoxin)

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非ポリマー , 3種, 10分子

#4: 化合物
ChemComp-FAD / FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FAD


分子量: 785.550 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H33N9O15P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: FAD*YM
#5: 化合物 ChemComp-FE / FE (III) ION


分子量: 55.845 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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: Ldh-EtfAB complex / タイプ: COMPLEX
詳細: Complex composed of a dimer of a trimer of EtfA, EtfB and Ldh subunits making a hexameric oligomer state. Each of the subunits contain 1 FAD co-factor making total of 6 FADs. 2 Ldh subunits ...詳細: Complex composed of a dimer of a trimer of EtfA, EtfB and Ldh subunits making a hexameric oligomer state. Each of the subunits contain 1 FAD co-factor making total of 6 FADs. 2 Ldh subunits contain 1 Fe molecule each.
Entity ID: #1-#3 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.22 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Acetobacterium woodii (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株: del-iscR / プラスミド: pET21a
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: pH 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPES1
2150 mMSodium ChlorideNaCl1
試料濃度: 1.8 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Sample was cross linked with 1 mM of BS3 before grid preparation.
試料支持詳細: 45mA / グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: C-flat-1.2/1.3
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 of +20 and blotting time of 4 seconds before plunging

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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（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2100 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1200 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
撮影平均露光時間: 6.52 sec. / 電子線照射量: 106.17 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
実像数: 9788
電子光学装置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: 30 eV
画像スキャン横: 5760 / 縦: 4092

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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詳細
1crYOLO粒子像選択General neural network model used
2EPU2.9.0画像取得Automated AFIS corrected image collection
4Gctf1.06CTF補正
7UCSF ChimeraX1.2モデルフィッティング
9Coot0.9モデル精密化
10RELION3.1初期オイラー角割当
11RELION3.1最終オイラー角割当
12RELION3.1分類
13RELION3.1３次元再構成
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: 5517853
対称性点対称性: C2 (2回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.43 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 674283 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 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://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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