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万見
- PDB-8pk8: Structure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynth... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8pk8
タイトルStructure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynthesis complex during persulfide transfer (persulfide on ISCU2)
要素
  • Acyl carrier protein
  • Cysteine desulfurase
  • Frataxin mature form
  • Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU
  • LYR motif-containing protein 4
キーワードTRANSFERASE / cysteine desulfurase / FeS biosynthesis / FeS biogenesis / mitochondria / Friedreich's ataxia / persulfide / frataxin
機能・相同性
機能・相同性情報


: / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / iron-sulfur cluster chaperone activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / proprioception / Molybdenum cofactor biosynthesis / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / : ...: / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / iron-sulfur cluster chaperone activity / negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / proprioception / Molybdenum cofactor biosynthesis / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / : / L-cysteine desulfurase complex / [4Fe-4S] cluster assembly / Mitochondrial iron-sulfur cluster biogenesis / Complex III assembly / sulfur carrier activity / iron chaperone activity / positive regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / Maturation of TCA enzymes and regulation of TCA cycle / cysteine desulfurase / cysteine desulfurase activity / negative regulation of organ growth / positive regulation of catalytic activity / mitochondrial respiratory chain complex III assembly / Mo-molybdopterin cofactor biosynthetic process / Mitochondrial protein import / mitochondrial [2Fe-2S] assembly complex / iron-sulfur cluster assembly complex / oxidative phosphorylation / response to iron ion / embryo development ending in birth or egg hatching / [2Fe-2S] cluster assembly / adult walking behavior / heme biosynthetic process / negative regulation of multicellular organism growth / organ growth / muscle cell cellular homeostasis / lipid biosynthetic process / lipid A biosynthetic process / iron-sulfur cluster assembly / acyl binding / ferroxidase / negative regulation of release of cytochrome c from mitochondria / acyl carrier activity / ferroxidase activity / protein autoprocessing / iron-sulfur cluster binding / phosphopantetheine binding / ferric iron binding / ferrous iron binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / cellular response to hydrogen peroxide / fatty acid biosynthetic process / pyridoxal phosphate binding / iron ion transport / Maturation of replicase proteins / positive regulation of cell growth / molecular adaptor activity / intracellular iron ion homeostasis / nuclear body / mitochondrial matrix / iron ion binding / response to xenobiotic stimulus / positive regulation of cell population proliferation / lipid binding / centrosome / negative regulation of apoptotic process / structural molecule activity / protein homodimerization activity / mitochondrion / zinc ion binding / nucleoplasm / metal ion binding / nucleus / membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
LYRM4, LYR domain / : / Frataxin / ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain ...LYRM4, LYR domain / : / Frataxin / ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain / Cysteine desulfurase IscS / NIF system FeS cluster assembly, NifU, N-terminal / NifU-like N terminal domain / Frataxin/CyaY superfamily / Cysteine desulfurase / Aminotransferase class-V, pyridoxal-phosphate binding site / Aminotransferases class-V pyridoxal-phosphate attachment site. / Aminotransferase class V domain / Aminotransferase class-V / Complex 1 LYR protein domain / Complex 1 protein (LYR family) / Acyl carrier protein (ACP) / Phosphopantetheine attachment site / Phosphopantetheine attachment site. / Phosphopantetheine attachment site / ACP-like superfamily / Carrier protein (CP) domain profile. / Phosphopantetheine binding ACP domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, small domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-8Q1 / : / PYRIDOXAL-5'-PHOSPHATE / Acyl carrier protein / Frataxin, mitochondrial / Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU / LYR motif-containing protein 4 / Cysteine desulfurase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Escherichia coli BL21 (大腸菌)
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: 2.49 Å
データ登録者Steinhilper, R. / Murphy, B.J.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Mechanism and structural dynamics of sulfur transfer during de novo [2Fe-2S] cluster assembly on ISCU2.
著者: Vinzent Schulz / Ralf Steinhilper / Jonathan Oltmanns / Sven-A Freibert / Nils Krapoth / Uwe Linne / Sonja Welsch / Maren H Hoock / Volker Schünemann / Bonnie J Murphy / Roland Lill /
要旨: Maturation of iron-sulfur proteins in eukaryotes is initiated in mitochondria by the core iron-sulfur cluster assembly (ISC) complex, consisting of the cysteine desulfurase sub-complex NFS1-ISD11- ...Maturation of iron-sulfur proteins in eukaryotes is initiated in mitochondria by the core iron-sulfur cluster assembly (ISC) complex, consisting of the cysteine desulfurase sub-complex NFS1-ISD11-ACP1, the scaffold protein ISCU2, the electron donor ferredoxin FDX2, and frataxin, a protein dysfunctional in Friedreich's ataxia. The core ISC complex synthesizes [2Fe-2S] clusters de novo from Fe and a persulfide (SSH) bound at conserved cluster assembly site residues. Here, we elucidate the poorly understood Fe-dependent mechanism of persulfide transfer from cysteine desulfurase NFS1 to ISCU2. High-resolution cryo-EM structures obtained from anaerobically prepared samples provide snapshots that both visualize different stages of persulfide transfer from Cys381 to Cys138 and clarify the molecular role of frataxin in optimally positioning assembly site residues for fast sulfur transfer. Biochemical analyses assign ISCU2 residues essential for sulfur transfer, and reveal that Cys138 rapidly receives the persulfide without a detectable intermediate. Mössbauer spectroscopy assessing the Fe coordination of various sulfur transfer intermediates shows a dynamic equilibrium between pre- and post-sulfur-transfer states shifted by frataxin. Collectively, our study defines crucial mechanistic stages of physiological [2Fe-2S] cluster assembly and clarifies frataxin's molecular role in this fundamental process.
履歴
登録2023年6月26日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年5月1日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Cysteine desulfurase
B: LYR motif-containing protein 4
C: Acyl carrier protein
D: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU
E: Frataxin mature form
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)98,2008
ポリマ－97,3565
非ポリマー8443
水2,576143
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

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タンパク質 , 5種, 5分子 ABCDE

#1: タンパク質 Cysteine desulfurase


分子量: 44937.449 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: NFS1, NIFS, HUSSY-08 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9Y697, cysteine desulfurase
#2: タンパク質 LYR motif-containing protein 4


分子量: 13502.373 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: LYRM4, C6orf149, ISD11, CGI-203 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9HD34
#3: タンパク質 Acyl carrier protein / ACP / Cytosolic-activating factor / CAF / Fatty acid synthase acyl carrier protein


分子量: 8645.460 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A6A8
#4: タンパク質 Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU / NifU-like N-terminal domain-containing protein / NifU-like protein


分子量: 15716.184 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ISCU, NIFUN / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9H1K1
#5: タンパク質 Frataxin mature form / Frataxin(81-210) / m81-FXN


分子量: 14554.985 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: FXN, FRDA, X25 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q16595

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非ポリマー , 4種, 146分子

#6: 化合物 ChemComp-PLP / PYRIDOXAL-5'-PHOSPHATE / VITAMIN B6 Phosphate / ピリドキサ-ル5′-りん酸


分子量: 247.142 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H10NO6P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-8Q1 / S-[2-({N-[(2R)-2-hydroxy-3,3-dimethyl-4-(phosphonooxy)butanoyl]-beta-alanyl}amino)ethyl] dodecanethioate / S-dodecanoyl-4'-phosphopantetheine


分子量: 540.651 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C23H45N2O8PS / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 化合物 ChemComp-FE2 / FE (II) ION


分子量: 55.845 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 143 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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: Iron-bound human NFS1-ISD11-ACP1-ISCU2-FXN (Fe-NIAUX) complex during persulfide transfer
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.4
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

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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: TFS 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）: 800 nm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 62 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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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
2EPU画像取得
7Coot0.9モデルフィッティング
12RELION3.1.3３次元再構成
19PHENIX1.20.1モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.49 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 507565 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築PDB-ID: 6NZU

6nzu


Accession code: 6NZU / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00512805
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.73617298
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d5.3421805
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0481954
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0072218

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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://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)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 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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