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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7xm1
タイトルCryo-EM structure of mTIP60-Ba (metal-ion induced TIP60 (K67E) complex with barium ions
要素TIP60 K67E mutant
キーワードDE NOVO PROTEIN / Artificial designed protein complex / Protein cage / Protein nanoparticle / Metal-induced protein assembly / Protein metal complex
機能・相同性:
機能・相同性情報
生物種synthetic construct (人工物)
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: 3.96 Å
データ登録者Ohara, N. / Kawakami, N. / Arai, R. / Adachi, N. / Moriya, T. / Kawasaki, M. / Miyamoto, K.
資金援助 日本, 4件
組織認可番号国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP19H02522 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP18K05324 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP17KK0104 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP21am0101071 日本
引用
ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2023
タイトル: Reversible Assembly of an Artificial Protein Nanocage Using Alkaline Earth Metal Ions.
著者: Naoya Ohara / Norifumi Kawakami / Ryoichi Arai / Naruhiko Adachi / Toshio Moriya / Masato Kawasaki / Kenji Miyamoto /
要旨: Protein nanocages are of increasing interest for use as drug capsules, but the encapsulation and release of drug molecules at appropriate times require the reversible association and dissociation of ...Protein nanocages are of increasing interest for use as drug capsules, but the encapsulation and release of drug molecules at appropriate times require the reversible association and dissociation of the nanocages. One promising approach to addressing this challenge is the design of metal-dependent associating proteins. Such designed proteins typically have Cys or His residues at the protein surface for connecting the associating proteins through metal-ion coordination. However, Cys and His residues favor interactions with soft and borderline metal ions, such as Au and Zn, classified by the hard and soft acids and bases concept, restricting the types of metal ions available to drive association. Here, we show the alkaline earth (AE) metal-dependent association of the recently designed artificial protein nanocage TIP60, which is composed of 60-mer fusion proteins. The introduction of a Glu (hard base) mutation to the fusion protein (K67E mutant) prevented the formation of the 60-mer but formed the expected cage structure in the presence of Ca, Sr, or Ba ions (hard acids). Cryogenic electron microscopy (cryo-EM) analysis indicated a Ba ion at the interface of the subunits. Furthermore, we demonstrated the encapsulation and release of single-stranded DNA molecules using this system. Our results provide insights into the design of AE metal-dependent association and dissociation mechanisms for proteins.
#1: ジャーナル: Angew Chem Int Ed Engl / 年: 2018
タイトル: Design of Hollow Protein Nanoparticles with Modifiable Interior and Exterior Surfaces.
著者: Norifumi Kawakami / Hiroki Kondo / Yuki Matsuzawa / Kaoru Hayasaka / Erika Nasu / Kenji Sasahara / Ryoichi Arai / Kenji Miyamoto /
要旨: Protein-based nanoparticles hold promise for a broad range of applications. Here, we report the production of a uniform anionic hollow protein nanoparticle, designated TIP60, which spontaneously ...Protein-based nanoparticles hold promise for a broad range of applications. Here, we report the production of a uniform anionic hollow protein nanoparticle, designated TIP60, which spontaneously assembles from a designed fusion protein subunit based on the geometric features of polyhedra. We show that TIP60 tolerates mutation and both its interior and exterior surfaces can be chemically modified. Moreover, TIP60 forms larger structures upon the addition of a cationic protein. Therefore, TIP60 can be used as a modifiable nano-building block for further molecular assembly.
#2: ジャーナル: Chem Commun (Camb) / 年: 2021
タイトル: Icosahedral 60-meric porous structure of designed supramolecular protein nanoparticle TIP60.
著者: Junya Obata / Norifumi Kawakami / Akihisa Tsutsumi / Erika Nasu / Kenji Miyamoto / Masahide Kikkawa / Ryoichi Arai /
要旨: Supramolecular protein nanoparticles and nanocages have potential in a broad range of applications. Recently, we developed a uniform supramolecular protein nanoparticle, TIP60, symmmetrically self- ...Supramolecular protein nanoparticles and nanocages have potential in a broad range of applications. Recently, we developed a uniform supramolecular protein nanoparticle, TIP60, symmmetrically self-assembled from fusion proteins of a pentameric Sm-like protein and a dimeric MyoX-coil domain. Herein, we report the icosahedral 60-meric structure of TIP60 solved using single-particle cryo-electron microscopy. Interestingly, the structure revealed 20 regular-triangle-like pores on the surface. TIP60 and its mutants have many modifiable sites on their exterior and interior surfaces. The TIP60 architecture will be useful in the development of biomedical and biochemical nanoparticles/nanocages for future applications.
履歴
登録2022年4月24日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年1月4日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年1月25日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22023年11月29日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting_list
Item: _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id ..._em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type

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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: TIP60 K67E mutant
B: TIP60 K67E mutant
C: TIP60 K67E mutant
D: TIP60 K67E mutant
E: TIP60 K67E mutant
F: TIP60 K67E mutant
G: TIP60 K67E mutant
H: TIP60 K67E mutant
I: TIP60 K67E mutant
J: TIP60 K67E mutant
K: TIP60 K67E mutant
L: TIP60 K67E mutant
M: TIP60 K67E mutant
N: TIP60 K67E mutant
O: TIP60 K67E mutant
P: TIP60 K67E mutant
Q: TIP60 K67E mutant
R: TIP60 K67E mutant
S: TIP60 K67E mutant
T: TIP60 K67E mutant
V: TIP60 K67E mutant
W: TIP60 K67E mutant
X: TIP60 K67E mutant
Y: TIP60 K67E mutant
Z: TIP60 K67E mutant
AA: TIP60 K67E mutant
BA: TIP60 K67E mutant
CA: TIP60 K67E mutant
DA: TIP60 K67E mutant
EA: TIP60 K67E mutant
FA: TIP60 K67E mutant
GA: TIP60 K67E mutant
HA: TIP60 K67E mutant
IA: TIP60 K67E mutant
JA: TIP60 K67E mutant
KA: TIP60 K67E mutant
LA: TIP60 K67E mutant
MA: TIP60 K67E mutant
NA: TIP60 K67E mutant
OA: TIP60 K67E mutant
PA: TIP60 K67E mutant
QA: TIP60 K67E mutant
RA: TIP60 K67E mutant
SA: TIP60 K67E mutant
TA: TIP60 K67E mutant
UA: TIP60 K67E mutant
VA: TIP60 K67E mutant
WA: TIP60 K67E mutant
XA: TIP60 K67E mutant
YA: TIP60 K67E mutant
ZA: TIP60 K67E mutant
AB: TIP60 K67E mutant
BB: TIP60 K67E mutant
CB: TIP60 K67E mutant
DB: TIP60 K67E mutant
EB: TIP60 K67E mutant
FB: TIP60 K67E mutant
GB: TIP60 K67E mutant
HB: TIP60 K67E mutant
IB: TIP60 K67E mutant
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)1,075,889120
ポリマ－1,067,65060
非ポリマー8,24060
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: light scattering, Molecular weight = 1033 kDa, SAXS, Rg = 9.4 nm Dmax = 21.8 nm
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 ...
TIP60 K67E mutant


分子量: 17794.160 Da / 分子数: 60 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 遺伝子: TIP60 / Variant: K67E / プラスミド: pETDuet-1 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
#2: 化合物...
ChemComp-BA / BARIUM ION / バリウムジカチオン


分子量: 137.327 Da / 分子数: 60 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ba / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
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: mTIP60-Ba / タイプ: COMPLEX
詳細: metal-ion induced TIP60 (truncated icosahedral protein composed of 60-mer fusion proteins) complexed with barium ions
Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 1.074 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / プラスミド: pETDuet-1
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
125 mM2-[4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acidHEPES1
2100 mMsodium chlorideNaCl1
30.3 mMbarium chlorideBaCl21
試料濃度: 5 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: The grid was washed by acetone prior to use. / 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: 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: 291 K / 詳細: Blotting time was 15 seconds (blot force 5)

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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
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）: 120000 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）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影平均露光時間: 66.42 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2206
画像スキャン横: 4096 / 縦: 4096

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
phenix.real_space_refine1.19.2_4158精密化
PHENIX1.19.2_4158精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION3.1粒子像選択
2EPU画像取得
4GctfCTF補正
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
8Cootモデルフィッティング
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
14PHENIX1.19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: 113155
対称性点対称性: I (正20面体型対称)
3次元再構成解像度: 3.96 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 61251 / 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B value: 22.77 / プロトコル: OTHER / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient
原子モデル構築PDB-ID: 7EQ9

7eq9


PDB chain-ID: A / Accession code: 7EQ9 / Pdb chain residue range: 2-136 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 22.84 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.002460660
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.427281540
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.04339780
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.002210380
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d3.17367740

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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)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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