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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7sa3 | ||||||||||||
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タイトル | Structure of a monomeric photosystem II core complex from a cyanobacterium acclimated to far-red light | ||||||||||||
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![]() | PHOTOSYNTHESIS / Photosystem II / far-red light photoacclimation / chlorophyll f / chlorophyll d / bicarbonate / photoactivation / cyanobacteria | ||||||||||||
機能・相同性 | ![]() oxygen evolving activity / photosystem II / photosystem II reaction center / : / photosynthetic electron transport chain / response to herbicide / photosystem II / plasma membrane-derived thylakoid membrane / chlorophyll binding / electron transporter, transferring electrons within the cyclic electron transport pathway of photosynthesis activity ...oxygen evolving activity / photosystem II / photosystem II reaction center / : / photosynthetic electron transport chain / response to herbicide / photosystem II / plasma membrane-derived thylakoid membrane / chlorophyll binding / electron transporter, transferring electrons within the cyclic electron transport pathway of photosynthesis activity / photosynthetic electron transport in photosystem II / photosynthesis / membrane => GO:0016020 / electron transfer activity / iron ion binding / heme binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | ![]() | ||||||||||||
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: 2.25 Å | ||||||||||||
![]() | Gisriel, C.J. / Bryant, D.A. / Brudvig, G.W. | ||||||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Structure of a monomeric photosystem II core complex from a cyanobacterium acclimated to far-red light reveals the functions of chlorophylls d and f. 著者: Christopher J Gisriel / Gaozhong Shen / Ming-Yang Ho / Vasily Kurashov / David A Flesher / Jimin Wang / William H Armstrong / John H Golbeck / Marilyn R Gunner / David J Vinyard / Richard J ...著者: Christopher J Gisriel / Gaozhong Shen / Ming-Yang Ho / Vasily Kurashov / David A Flesher / Jimin Wang / William H Armstrong / John H Golbeck / Marilyn R Gunner / David J Vinyard / Richard J Debus / Gary W Brudvig / Donald A Bryant / ![]() ![]() 要旨: Far-red light (FRL) photoacclimation in cyanobacteria provides a selective growth advantage for some terrestrial cyanobacteria by expanding the range of photosynthetically active radiation to include ...Far-red light (FRL) photoacclimation in cyanobacteria provides a selective growth advantage for some terrestrial cyanobacteria by expanding the range of photosynthetically active radiation to include far-red/near-infrared light (700-800 nm). During this photoacclimation process, photosystem II (PSII), the water:plastoquinone photooxidoreductase involved in oxygenic photosynthesis, is modified. The resulting FRL-PSII is comprised of FRL-specific core subunits and binds chlorophyll (Chl) d and Chl f molecules in place of several of the Chl a molecules found when cells are grown in visible light. These new Chls effectively lower the energy canonically thought to define the "red limit" for light required to drive photochemical catalysis of water oxidation. Changes to the architecture of FRL-PSII were previously unknown, and the positions of Chl d and Chl f molecules had only been proposed from indirect evidence. Here, we describe the 2.25 Å resolution cryo-EM structure of a monomeric FRL-PSII core complex from Synechococcus sp. PCC 7335 cells that were acclimated to FRL. We identify one Chl d molecule in the Chl position of the electron transfer chain and four Chl f molecules in the core antenna. We also make observations that enhance our understanding of PSII biogenesis, especially on the acceptor side of the complex where a bicarbonate molecule is replaced by a glutamate side chain in the absence of the assembly factor Psb28. In conclusion, these results provide a structural basis for the lower energy limit required to drive water oxidation, which is the gateway for most solar energy utilization on earth. | ||||||||||||
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 | ![]() | 378.1 KB | 表示 | ![]() |
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PDB形式 | ![]() | 306.3 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
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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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要素
-Photosystem II ... , 5種, 5分子 BCDIK
#2: タンパク質 | 分子量: 56440.980 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WKI1 |
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#3: タンパク質 | 分子量: 52375.664 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WKI2 |
#4: タンパク質 | 分子量: 39596.496 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WKI3, photosystem II |
#7: タンパク質・ペプチド | 分子量: 4229.917 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WM03 |
#8: タンパク質・ペプチド | 分子量: 5069.053 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WR12 |
-Cytochrome b559 subunit ... , 2種, 2分子 EF
#5: タンパク質 | 分子量: 9136.276 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WII1 |
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#6: タンパク質・ペプチド | 分子量: 5023.960 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WKJ2 |
-タンパク質 / タンパク質・ペプチド , 2種, 2分子 AN
#1: タンパク質 | 分子量: 40111.781 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 株: ATCC 29403 / PCC 7335 / 参照: UniProt: B4WKH9 |
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#9: タンパク質・ペプチド | 分子量: 1975.426 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() |
-糖 , 2種, 8分子 ![](data/chem/img/LMT.gif)
![](data/chem/img/DGD.gif)
![](data/chem/img/DGD.gif)
#16: 糖 | ChemComp-LMT / #18: 糖 | |
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-非ポリマー , 13種, 278分子 ![](data/chem/img/CA.gif)
![](data/chem/img/CL.gif)
![](data/chem/img/CLA.gif)
![](data/chem/img/CL7.gif)
![](data/chem/img/PHO.gif)
![](data/chem/img/BCR.gif)
![](data/chem/img/LMG.gif)
![](data/chem/img/FE2.gif)
![](data/chem/img/PL9.gif)
![](data/chem/img/LHG.gif)
![](data/chem/img/HEM.gif)
![](data/chem/img/HOH.gif)
![](data/chem/img/CL.gif)
![](data/chem/img/CLA.gif)
![](data/chem/img/CL7.gif)
![](data/chem/img/PHO.gif)
![](data/chem/img/BCR.gif)
![](data/chem/img/LMG.gif)
![](data/chem/img/FE2.gif)
![](data/chem/img/PL9.gif)
![](data/chem/img/LHG.gif)
![](data/chem/img/HEM.gif)
![](data/chem/img/HOH.gif)
#10: 化合物 | ChemComp-CA / | ||||||||||||||||||||
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#11: 化合物 | ChemComp-CL / | ||||||||||||||||||||
#12: 化合物 | ChemComp-CLA / #13: 化合物 | ChemComp-CL7 / | #14: 化合物 | #15: 化合物 | ChemComp-BCR / #17: 化合物 | ChemComp-F6C / #19: 化合物 | #20: 化合物 | ChemComp-FE2 / | #21: 化合物 | ChemComp-PL9 / | #22: 化合物 | ChemComp-LHG / | #23: 化合物 | ChemComp-HEM / | #24: 水 | ChemComp-HOH / | |
-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
-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: 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: Monomeric photosystem II from cyanobacteria acclimated to far-red light タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#9 / 由来: NATURAL |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
緩衝液 | pH: 6.5 |
試料 | 濃度: 3 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
試料支持 | 詳細: 25 mA / 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-2/1 |
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 |
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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 |
撮影 | 電子線照射量: 40.8 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) |
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解析
CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION |
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3次元再構成 | 解像度: 2.25 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 315307 / 対称性のタイプ: POINT |