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- PDB-8j1q: CryoEM structure of SARS CoV-2 RBD and Aptamer complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8j1q
タイトルCryoEM structure of SARS CoV-2 RBD and Aptamer complex
要素
  • AM032-0
  • AM047-0
  • Fab Light chain (REGN10987)
  • Fab heavy chain (REGN10987)
  • Spike protein S1
キーワードVIRAL PROTEIN/IMMUNE SYSTEM/DNA / Aptamer / SARS CoV-2 RBD / Inhibitor / NapdU / VIRAL PROTEIN / VIRAL PROTEIN-IMMUNE SYSTEM-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane ...Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / Attachment and Entry / membrane fusion / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2 / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
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: 3.3 Å
データ登録者Rahman, M.S. / Jang, S.K. / Lee, J.O.
資金援助 韓国, 1件
組織認可番号国
National Research Foundation (NRF, Korea)NRF-2019M3E5D6063871 韓国
引用ジャーナル: Molecules / 年: 2023
タイトル: Structure-Guided Development of Bivalent Aptamers Blocking SARS-CoV-2 Infection.
著者: Md Shafiqur Rahman / Min Jung Han / Sang Won Kim / Seong Mu Kang / Bo Ri Kim / Heesun Kim / Chang Jun Lee / Jung Eun Noh / Hanseong Kim / Jie-Oh Lee / Sung Key Jang /
要旨: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused devastation to human society through its high virulence, infectivity, and genomic mutations, which reduced the efficacy of ...Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused devastation to human society through its high virulence, infectivity, and genomic mutations, which reduced the efficacy of vaccines. Here, we report the development of aptamers that effectively interfere with SARS-CoV-2 infection by targeting its spike protein, which plays a pivotal role in host cell entry of the virus through interaction with the viral receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). To develop highly effective aptamers and to understand their mechanism in inhibiting viral infection, we determined the three-dimensional (3D) structures of aptamer/receptor-binding domain (RBD) complexes using cryogenic electron microscopy (cryo-EM). Moreover, we developed bivalent aptamers targeting two distinct regions of the RBD in the spike protein that directly interact with ACE2. One aptamer interferes with the binding of ACE2 by blocking the ACE2-binding site in RBD, and the other aptamer allosterically inhibits ACE2 by binding to a distinct face of RBD. Using the 3D structures of aptamer-RBD complexes, we minimized and optimized these aptamers. By combining the optimized aptamers, we developed a bivalent aptamer that showed a stronger inhibitory effect on virus infection than the component aptamers. This study confirms that the structure-based aptamer-design approach has a high potential in developing antiviral drugs against SARS-CoV-2 and other viruses.
履歴
登録2023年4月13日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年6月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年7月12日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title

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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
E: AM032-0
D: AM047-0
A: Fab Light chain (REGN10987)
B: Fab heavy chain (REGN10987)
C: Spike protein S1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)123,8046
ポリマ－123,5835
非ポリマー2211
水00
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

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要素

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DNA鎖 , 2種, 2分子 ED

#1: DNA鎖 AM032-0


分子量: 26517.750 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#2: DNA鎖 AM047-0


分子量: 18034.312 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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抗体 , 2種, 2分子 AB

#3: 抗体 Fab Light chain (REGN10987)


分子量: 23909.330 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
#4: 抗体 Fab heavy chain (REGN10987)


分子量: 26705.879 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)

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タンパク質 / 糖 , 2種, 2分子 C

#5: タンパク質 Spike protein S1


分子量: 28415.693 Da / 分子数: 1 / Fragment: RBD / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
株: Wuhan / 遺伝子: S, 2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P0DTC2
#6: 糖 ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

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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: RBD_Fab_AM032_AM047 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.124 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
株: Wuhan
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
プラスミド: p42(modified pFastbac)
緩衝液pH: 7.5
詳細: 1mM MgCl2, 0.15% amphipol A8-35 and 0.003% cymal-6 additive added during sample preparation
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMSodium chlorideNaCl1
225 mMTris-Hydrogen ChlorideTris-HCl1
試料濃度: 0.74 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Aptamer AM032 and AM047 mixed with RBD_Fab complex at 1:1.2 molar ratio and incubate 1hr on ice before preparing grids
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 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: 277.15 K
詳細: 2.5 ul of samples placed on grid before plunge frozen with 5s blot time

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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 / 倍率（補正後）: 105000 X / 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 / Cs: 2.73 mm / C2レンズ絞り径: 50 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: 4.56 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: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 21340
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
1cryoSPARC3.3.2粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC3.3.2CTF補正
7UCSF Chimera1.16モデルフィッティング
9PHENIX1.21rc1_4895:モデル精密化
10Coot0.9.6 ELモデル精密化
11cryoSPARC3.3.2初期オイラー角割当
12cryoSPARC3.3.2最終オイラー角割当
13cryoSPARC4.0.0分類
14cryoSPARC4.1.0 and 4.2.1３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: 5448100 / 詳細: Particles picked using TOPAZ train
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 387000 / アルゴリズム: SIMULTANEOUS ITERATIVE (SIRT)
詳細: Final map generated from 3D flex reconstruction following non-uniform refinement.
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: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB-IDPDB chain-IDAccession codeChain-ID
17KGJ

7kgj

E7KGJE
26XDG

6xdg

A6XDGA
36XDG

6xdg

C6XDGC
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0035800
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.2968283
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d33.2981433
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.041835
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.002727

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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)

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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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