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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8a5e | |||||||||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the electron bifurcating Fe-Fe hydrogenase HydABC complex from Acetobacterium woodii in the reduced state | |||||||||||||||||||||
![]() | (Iron hydrogenase ...) x 3 | |||||||||||||||||||||
![]() | ELECTRON TRANSPORT / flavin-based electron bifurcating hydrogenase / Fe-Fe hydrogenase / NAD / FMN | |||||||||||||||||||||
機能・相同性 | ![]() ferredoxin hydrogenase / ferredoxin hydrogenase activity / ATP synthesis coupled electron transport / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / FMN binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / iron ion binding / membrane / 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: 3.4 Å | |||||||||||||||||||||
![]() | Kumar, A. / Saura, P. / Gamiz-Hernandez, A.P. / Kaila, V.R.I. / Mueller, V. / Schuller, J.M. | |||||||||||||||||||||
資金援助 | ![]() ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Molecular Basis of the Electron Bifurcation Mechanism in the [FeFe]-Hydrogenase Complex HydABC. 著者: Alexander Katsyv / Anuj Kumar / Patricia Saura / Maximilian C Pöverlein / Sven A Freibert / Sven T Stripp / Surbhi Jain / Ana P Gamiz-Hernandez / Ville R I Kaila / Volker Müller / Jan M Schuller / ![]() ![]() 要旨: Electron bifurcation is a fundamental energy coupling mechanism widespread in microorganisms that thrive under anoxic conditions. These organisms employ hydrogen to reduce CO, but the molecular ...Electron bifurcation is a fundamental energy coupling mechanism widespread in microorganisms that thrive under anoxic conditions. These organisms employ hydrogen to reduce CO, but the molecular mechanisms have remained enigmatic. The key enzyme responsible for powering these thermodynamically challenging reactions is the electron-bifurcating [FeFe]-hydrogenase HydABC that reduces low-potential ferredoxins (Fd) by oxidizing hydrogen gas (H). By combining single-particle cryo-electron microscopy (cryoEM) under catalytic turnover conditions with site-directed mutagenesis experiments, functional studies, infrared spectroscopy, and molecular simulations, we show that HydABC from the acetogenic bacteria and employ a single flavin mononucleotide (FMN) cofactor to establish electron transfer pathways to the NAD(P) and Fd reduction sites by a mechanism that is fundamentally different from classical flavin-based electron bifurcation enzymes. By modulation of the NAD(P) binding affinity via reduction of a nearby iron-sulfur cluster, HydABC switches between the exergonic NAD(P) reduction and endergonic Fd reduction modes. Our combined findings suggest that the conformational dynamics establish a redox-driven kinetic gate that prevents the backflow of the electrons from the Fd reduction branch toward the FMN site, providing a basis for understanding general mechanistic principles of electron-bifurcating hydrogenases. | |||||||||||||||||||||
履歴 |
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構造の表示
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 | ![]() | 311.8 KB | 表示 | ![]() |
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PDB形式 | ![]() | 252.2 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 | ![]() 15166MC ![]() 7q4vC ![]() 7q4wC ![]() 8a6tC ![]() 8bewC 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 | 類似検索 - 機能・相同性 ![]() |
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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
-Iron hydrogenase ... , 3種, 4分子 ADBC
#1: タンパク質 | 分子量: 63692.887 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 参照: UniProt: H6LFG3, ferredoxin hydrogenase #2: タンパク質 | | 分子量: 64525.965 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 参照: UniProt: H6LFG4, ferredoxin hydrogenase #3: タンパク質 | | 分子量: 16999.689 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) ![]() 参照: ferredoxin hydrogenase |
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-非ポリマー , 6種, 19分子 ![](data/chem/img/SF4.gif)
![](data/chem/img/FES.gif)
![](data/chem/img/HC1.gif)
![](data/chem/img/ZN.gif)
![](data/chem/img/FMN.gif)
![](data/chem/img/NAI.gif)
![](data/chem/img/FES.gif)
![](data/chem/img/HC1.gif)
![](data/chem/img/ZN.gif)
![](data/chem/img/FMN.gif)
![](data/chem/img/NAI.gif)
#4: 化合物 | ChemComp-SF4 / #5: 化合物 | #6: 化合物 | #7: 化合物 | ChemComp-ZN / | #8: 化合物 | ChemComp-FMN / | #9: 化合物 | ChemComp-NAI / | |
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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
-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: Electron bifurcating Fe-Fe hydrogenase HydABC complex from Thermoanaerobacter kivui タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: NATURAL |
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分子量 | 値: 0.348 MDa / 実験値: YES |
由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() |
緩衝液 | pH: 7.6 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE-PROPANE |
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電子顕微鏡撮影
顕微鏡 | モデル: JEOL CRYO ARM 200 |
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電子銃 | 電子線源: ![]() |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス(公称値): 2000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 800 nm |
撮影 | 電子線照射量: 50 e/Å2 フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k 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: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 172189 / 対称性のタイプ: POINT |