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- PDB-8qqk: Cryo-EM structure of E. coli cytochrome bo3 quinol oxidase assemb... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8qqk
タイトルCryo-EM structure of E. coli cytochrome bo3 quinol oxidase assembled in peptidiscs
要素(Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit ...) x 4
キーワードMEMBRANE PROTEIN / E. coli / Ni-NTA resin / cytochrome bo3 quinol oxidase / ubiquinone-8 release / peptidisc / single particle analysis / cryo-EM
機能・相同性
機能・相同性情報


cytochrome o ubiquinol oxidase complex / oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / proton transmembrane transporter activity / : / ubiquinone binding ...cytochrome o ubiquinol oxidase complex / oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / proton transmembrane transporter activity / : / ubiquinone binding / electron transport coupled proton transport / ATP synthesis coupled electron transport / aerobic respiration / respiratory electron transport chain / electron transfer activity / copper ion binding / heme binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II / Ubiquinol oxidase subunit 2, cupredoxin domain ...Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II / Ubiquinol oxidase subunit 2, cupredoxin domain / Cytochrome c oxidase subunit III / Cytochrome c oxidase subunit III-like / Cytochrome c oxidase, subunit III, 4-helical bundle / Cytochrome c oxidase subunit III / Heme-copper oxidase subunit III family profile. / Cytochrome c oxidase subunit III-like superfamily / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain / Cytochrome oxidase subunit II transmembrane region profile. / Cytochrome c/quinol oxidase subunit II / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain superfamily / Cytochrome c oxidase, subunit I, copper-binding site / Heme-copper oxidase catalytic subunit, copper B binding region signature. / Cytochrome c oxidase-like, subunit I domain / Cytochrome oxidase subunit I profile. / Cytochrome c oxidase subunit I / Cytochrome c oxidase-like, subunit I superfamily / Cytochrome C and Quinol oxidase polypeptide I / Cytochrome C oxidase subunit II, periplasmic domain / Cytochrome c oxidase subunit II-like C-terminal / Cytochrome oxidase subunit II copper A binding domain profile. / Cupredoxin / Prokaryotic membrane lipoprotein lipid attachment site profile.
類似検索 - ドメイン・相同性
1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / COPPER (II) ION / PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / HEME O / Chem-POV / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
類似検索 - 構成要素
生物種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: 2.8 Å
データ登録者Gao, Y. / Zhang, Y. / Hakke, S. / Peters, P.J. / Ravelli, R.B.G.
資金援助 オランダ, 3件
組織認可番号国
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)731.016.407 オランダ
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)184.034.014 オランダ
Health-HollandLSHM21029 オランダ
引用ジャーナル: Biochim Biophys Acta Bioenerg / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM structure of cytochrome bo quinol oxidase assembled in peptidiscs reveals an "open" conformation for potential ubiquinone-8 release.
著者: Ye Gao / Yue Zhang / Sneha Hakke / Ronny Mohren / Lyanne J P M Sijbers / Peter J Peters / Raimond B G Ravelli /
要旨: Cytochrome bo quinol oxidase belongs to the heme‑copper-oxidoreductase (HCO) superfamily, which is part of the respiratory chain and essential for cell survival. While the reaction mechanism of cyt ...Cytochrome bo quinol oxidase belongs to the heme‑copper-oxidoreductase (HCO) superfamily, which is part of the respiratory chain and essential for cell survival. While the reaction mechanism of cyt bo has been studied extensively over the last decades, specific details about its substrate binding and product release have remained unelucidated due to the lack of structural information. Here, we report a 2.8 Å cryo-electron microscopy structure of cyt bo from Escherichia coli assembled in peptidiscs. Our structural model shows a conformation for amino acids 1-41 of subunit I different from all previously published structures while the remaining parts of this enzyme are similar. Our new conformation shows a "U-shape" assembly in contrast to the transmembrane helix, named "TM0", in other reported structural models. However, TM0 blocks ubiquinone-8 (reaction product) release, suggesting that other cyt bo conformations should exist. Our structural model presents experimental evidence for an "open" conformation to facilitate substrate/product exchange. This work helps further understand the reaction cycle of this oxidase, which could be a benefit for potential drug/antibiotic design for health science.
履歴
登録2023年10月5日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年4月24日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年5月1日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.journal_volume

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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: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1
B: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 2
C: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3
D: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)150,09513
ポリマ－144,0524
非ポリマー6,0439
水00
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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Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit ... , 4種, 4分子 ABCD

#1: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / cyt bo(3) subunit 1 / Cytochrome b562-o complex subunit I / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit ...cyt bo(3) subunit 1 / Cytochrome b562-o complex subunit I / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome o subunit 1 / Oxidase bo(3) subunit 1 / Ubiquinol oxidase chain A / Ubiquinol oxidase polypeptide I / Ubiquinol oxidase subunit 1


分子量: 74424.469 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant: C41
参照: UniProt: P0ABI8, ubiquinol oxidase (H+-transporting)
#2: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome b562-o complex subunit II / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome o ...Cytochrome b562-o complex subunit II / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome o subunit 2 / Oxidase bo(3) subunit 2 / Ubiquinol oxidase chain B / Ubiquinol oxidase polypeptide II / Ubiquinol oxidase subunit 2


分子量: 34947.203 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant: C41 / 参照: UniProt: P0ABJ1
#3: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o subunit 3 / Oxidase bo(3) subunit 3 / ...Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o subunit 3 / Oxidase bo(3) subunit 3 / Ubiquinol oxidase chain C / Ubiquinol oxidase polypeptide III / Ubiquinol oxidase subunit 3


分子量: 22642.566 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant: C41 / 参照: UniProt: P0ABJ3
#4: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o subunit 4 / Oxidase bo(3) subunit 4 / ...Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o subunit 4 / Oxidase bo(3) subunit 4 / Ubiquinol oxidase chain D / Ubiquinol oxidase polypeptide IV / Ubiquinol oxidase subunit 4


分子量: 12037.402 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant: C41 / 参照: UniProt: P0ABJ6

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非ポリマー , 5種, 9分子

#5: 化合物 ChemComp-POV / (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate / POPC


分子量: 760.076 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C42H82NO8P / コメント: リン脂質*YM
#6: 化合物 ChemComp-3PE / 1,2-Distearoyl-sn-glycerophosphoethanolamine / 3-SN-PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / 1,2-DIACYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOETHANOLAMINE / DSPE


分子量: 748.065 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H82NO8P / コメント: リン脂質*YM
#7: 化合物 ChemComp-HEM / PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / HEME


分子量: 616.487 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C34H32FeN4O4
#8: 化合物 ChemComp-HEO / HEME O


分子量: 838.854 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C49H58FeN4O5
#9: 化合物 ChemComp-CU / COPPER (II) ION


分子量: 63.546 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Cu

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詳細

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

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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: Cytochrome bo3 quinol oxidase / タイプ: COMPLEX
詳細: Heme-copper-oxidoreductase purified from E. coli native membranes by Ni-NTA affinity chromatography.
Entity ID: #1-#4 / 由来: NATURAL
分子量値: 0.144 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: C41
緩衝液pH: 8
詳細: 20mM Tris-HCL, 150mM NaCl, 2% Glycerol, filtered and degassed.
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTrisC4H11NO31
2150 mMSodium ChlorideNaCl1
32 %GlycerolC3H8O31
試料濃度: 1.6 mg/ml / 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材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1500 nm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: ZEMLIN TABLEAU
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: 2.1 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2
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: 1 / 実像数: 8050
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1RELION粒子像選択
2EPU画像取得
4RELIONCTF補正
7PHENIXモデルフィッティング
9RELION初期オイラー角割当
10RELION最終オイラー角割当
11RELION分類
12RELION３次元再構成
13PHENIX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: 1277595
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 45014 / 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: 59.97 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 1FFT

1fft


Accession code: 1FFT / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.01210289
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.45713992
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d16.6613503
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.071529
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0161674

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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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