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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8fwi | ||||||
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タイトル | Structure of dodecameric KaiC-RS-S413E/S414E solved by cryo-EM | ||||||
要素 | Circadian clock protein KaiC | ||||||
キーワード | CIRCADIAN CLOCK PROTEIN / autokinase | ||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 kinase activity / non-specific serine/threonine protein kinase / phosphorylation / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | ||||||
生物種 | Cereibacter sphaeroides (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: 2.9 Å | ||||||
データ登録者 | Padua, R.A.P. / Grant, T. / Pitsawong, W. / Hoemberger, M.S. / Otten, R. / Bradshaw, N. / Grigorieff, N. / Kern, D. | ||||||
資金援助 | 米国, 1件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2023 タイトル: From primordial clocks to circadian oscillators. 著者: Warintra Pitsawong / Ricardo A P Pádua / Timothy Grant / Marc Hoemberger / Renee Otten / Niels Bradshaw / Nikolaus Grigorieff / Dorothee Kern / 要旨: Circadian rhythms play an essential part in many biological processes, and only three prokaryotic proteins are required to constitute a true post-translational circadian oscillator. The evolutionary ...Circadian rhythms play an essential part in many biological processes, and only three prokaryotic proteins are required to constitute a true post-translational circadian oscillator. The evolutionary history of the three Kai proteins indicates that KaiC is the oldest member and a central component of the clock. Subsequent additions of KaiB and KaiA regulate the phosphorylation state of KaiC for time synchronization. The canonical KaiABC system in cyanobacteria is well understood, but little is known about more ancient systems that only possess KaiBC. However, there are reports that they might exhibit a basic, hourglass-like timekeeping mechanism. Here we investigate the primordial circadian clock in Rhodobacter sphaeroides, which contains only KaiBC, to elucidate its inner workings despite missing KaiA. Using a combination of X-ray crystallography and cryogenic electron microscopy, we find a new dodecameric fold for KaiC, in which two hexamers are held together by a coiled-coil bundle of 12 helices. This interaction is formed by the carboxy-terminal extension of KaiC and serves as an ancient regulatory moiety that is later superseded by KaiA. A coiled-coil register shift between daytime and night-time conformations is connected to phosphorylation sites through a long-range allosteric network that spans over 140 Å. Our kinetic data identify the difference in the ATP-to-ADP ratio between day and night as the environmental cue that drives the clock. They also unravel mechanistic details that shed light on the evolution of self-sustained oscillators. | ||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 8fwi.cif.gz | 2.3 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb8fwi.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 8fwi.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 8fwi_validation.pdf.gz | 2.3 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 8fwi_full_validation.pdf.gz | 2.4 MB | 表示 | |
XML形式データ | 8fwi_validation.xml.gz | 180.4 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 8fwi_validation.cif.gz | 259.1 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/fw/8fwi ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/fw/8fwi | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 62666.133 Da / 分子数: 12 / 変異: S413E, S414E / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Cereibacter sphaeroides (バクテリア) 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL21(DE3) / 参照: UniProt: B9KWX8 #2: 化合物 | ChemComp-ATP / #3: 化合物 | ChemComp-ADP / #4: 化合物 | ChemComp-MG / #5: 水 | ChemComp-HOH / | 研究の焦点であるリガンドがあるか | N | |
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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 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Dodecamer of KaiC-RS-S413E/S414E / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT |
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分子量 | 値: 0.751 MDa / 実験値: NO |
由来(天然) | 生物種: Cereibacter sphaeroides (バクテリア) |
由来(組換発現) | 生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 株: BL21(DE3) |
緩衝液 | pH: 6.5 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
試料支持 | 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 K |
-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: 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 / 最大 デフォーカス(公称値): 2500 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 500 nm |
撮影 | 電子線照射量: 100 e/Å2 フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 BASE (4k x 4k) |
-解析
ソフトウェア | 名称: UCSF ChimeraX / バージョン: 1.5/v9 / 分類: モデル構築 / URL: https://www.rbvi.ucsf.edu/chimerax/ / Os: Linux / タイプ: package | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C6 (6回回転対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 320000 / アルゴリズム: FOURIER SPACE 詳細: Submitted map is a composite of two hexamer maps overlayed and combined by taking the absolute maximum value 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: FLEXIBLE FIT |