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- PDB-8yy5: Kinesin-14 with AlF3 bound to 14 PF Microtubule -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8yy5
タイトルKinesin-14 with AlF3 bound to 14 PF Microtubule
要素
  • Protein claret segregational
  • Tubulin alpha-1B chain
  • Tubulin beta chain
キーワードCELL CYCLE / Kinesin Motor Proteins / Force Production / Power Stroke Fluctuations / Motor Spring-like Element / Reversed Motility / Mechanochemical Coupling / Mechanical States
機能・相同性
機能・相同性情報


minus-end directed microtubule sliding / distributive segregation / regulation of mitotic spindle elongation / meiotic spindle assembly / Regulation of PLK1 Activity at G2/M Transition / Loss of Nlp from mitotic centrosomes / Loss of proteins required for interphase microtubule organization from the centrosome / Anchoring of the basal body to the plasma membrane / AURKA Activation by TPX2 / Recruitment of mitotic centrosome proteins and complexes ...minus-end directed microtubule sliding / distributive segregation / regulation of mitotic spindle elongation / meiotic spindle assembly / Regulation of PLK1 Activity at G2/M Transition / Loss of Nlp from mitotic centrosomes / Loss of proteins required for interphase microtubule organization from the centrosome / Anchoring of the basal body to the plasma membrane / AURKA Activation by TPX2 / Recruitment of mitotic centrosome proteins and complexes / mitotic spindle elongation / odontoblast differentiation / mitotic spindle microtubule / meiotic spindle organization / Neutrophil degranulation / microtubule bundle formation / regulation of mitotic spindle assembly / mitotic centrosome separation / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / Hedgehog 'off' state / Cilium Assembly / Intraflagellar transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / Mitotic Prometaphase / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / RHOH GTPase cycle / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Kinesins / PKR-mediated signaling / Separation of Sister Chromatids / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / Aggrephagy / meiotic spindle / spindle assembly involved in female meiosis / RHO GTPases activate IQGAPs / RHO GTPases Activate Formins / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / MHC class II antigen presentation / minus-end-directed microtubule motor activity / spindle organization / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / COPI-mediated anterograde transport / nuclear envelope lumen / regulation of synapse organization / MHC class I protein binding / mitotic spindle assembly / mRNA transport / intercellular bridge / spindle assembly / mitotic spindle organization / chromosome segregation / structural constituent of cytoskeleton / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule cytoskeleton organization / spindle / cytoplasmic ribonucleoprotein granule / mitotic spindle / mitotic cell cycle / microtubule cytoskeleton / cell body / microtubule binding / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / cell division / hydrolase activity / GTPase activity / ubiquitin protein ligase binding / centrosome / GTP binding / protein homodimerization activity / ATP binding / metal ion binding / nucleus / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. ...Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / TETRAFLUOROALUMINATE ION / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Protein claret segregational / Tubulin alpha-1B chain / Tubulin beta chain
類似検索 - 構成要素
生物種Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ)
Sus scrofa (ブタ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.99 Å
データ登録者Shibata, S. / Imasaki, T. / Shigematsu, H. / Endow, S.A. / Nitta, R.
資金援助 日本, 4件
組織認可番号国
Japan Science and TechnologyJPMJFR214K 日本
Japan Science and TechnologyJPMJMS2024 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP21gm1610003 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)22K06809 日本
引用
ジャーナル: Sci Rep / 年: 2026
タイトル: Structural analysis of a motor with increased mechanical output reveals new transitions in kinesin microtubule motility.
著者: Satoki Shibata / Matthew Y Wang / Tsuyoshi Imasaki / Hideki Shigematsu / Diego Ugarte La Torre / Yuanyuan Wei / Chacko Jobichen / Hajime Hagio / J Sivaraman / Yuji Sugita / Sharyn A Endow / Ryo Nitta /
要旨: Kinesin motors use ATP to produce force in cells, yet the conformational changes that generate force remain uncertain. Here, we report structural and mechanistic insights into a minus-end-directed ...Kinesin motors use ATP to produce force in cells, yet the conformational changes that generate force remain uncertain. Here, we report structural and mechanistic insights into a minus-end-directed kinesin-14 that exhibits increased mechanical output – the variant motor binds microtubules more tightly and moves with faster velocity than wild type. High-resolution structures, together with molecular dynamics simulations, reveal previously unobserved transitions in the nucleotide hydrolysis cycle. ADP release, triggered by microtubule binding, is coupled to twisting of the central β-sheet and stabilization of the stalk prior to the power stroke. ATP binding induces stalk fluctuations and a swing of the neck mimic, an element analogous to the kinesin-1 neck linker, resembling neck linker docking in plus-end-directed kinesins. The power stroke, characterized by a large stalk rotation, is followed by motor detachment from microtubules. The subsequent recovery stroke occurs while the motor is bound to ADP and free Pi, accompanied by β-strand-to-loop transitions, or β-sheet melting, implying that β-sheet refolding facilitates Pi release. The observed twisting and melting identify the central β-sheet as the long-sought elastic element or spring required for motor force production. The transitions we observe in kinesin-14 may also apply to other kinesins – this remains to be tested.
SUPPLEMENTARY INFORMATION: The online version contains supplementary material available at 10.1038/s41598-025-28573-7.
#1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Structural transitions in kinesin minus-end directed microtubule motility.
著者: Satoki Shibata / Matthew Y Wang / Tsuyoshi Imasaki / Hideki Shigematsu / Yuanyuan Wei / Chacko Jobichen / Hajime Hagio / J Sivaraman / Sharyn A Endow / Ryo Nitta /
要旨: Kinesin motor proteins hydrolyze ATP to produce force for spindle assembly and vesicle transport, performing essential functions in cell division and motility, but the structural changes required for ...Kinesin motor proteins hydrolyze ATP to produce force for spindle assembly and vesicle transport, performing essential functions in cell division and motility, but the structural changes required for force generation are uncertain. We now report high-resolution structures showing new transitions in the kinesin mechanochemical cycle, including power stroke fluctuations upon ATP binding and a post-hydrolysis state with bound ADP + free phosphate. We find that rate-limiting ADP release occurs upon microtubule binding, accompanied by central β-sheet twisting, which triggers the power stroke - stalk rotation and neck mimic docking - upon ATP binding. Microtubule release occurs with β-strand-to-loop transitions, implying that β-strand refolding induces Pi release and the recovery stroke. The strained β-sheet during the power stroke and strand-to-loop transitions identify the β-sheet as the long-sought motor spring.
履歴
登録2024年4月3日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02025年10月8日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年10月8日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年10月22日Group: Author supporting evidence / Data collection / Derived calculations
カテゴリ: em_admin / em_helical_entity ...em_admin / em_helical_entity / pdbx_struct_assembly / pdbx_struct_assembly_gen / pdbx_struct_conn_angle / pdbx_struct_oper_list / struct_conn
Item: _em_admin.last_update / _em_helical_entity.axial_symmetry ..._em_admin.last_update / _em_helical_entity.axial_symmetry / _pdbx_struct_assembly.oligomeric_count / _pdbx_struct_assembly.oligomeric_details / _pdbx_struct_assembly_gen.oper_expression
改定 1.12025年10月22日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data collection / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_helical_entity / Data content type: EM metadata / EM metadata
Item: _em_admin.last_update / _em_helical_entity.axial_symmetry
改定 1.22026年4月22日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.22026年4月22日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Data content type: EM metadata / Item: _em_admin.last_update

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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: Tubulin alpha-1B chain
B: Tubulin beta chain
C: Protein claret segregational
D: Protein claret segregational
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)194,79511
ポリマ－192,8234
非ポリマー1,9727
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, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 3種, 4分子 ABCD

#1: タンパク質 Tubulin alpha-1B chain / Alpha-tubulin ubiquitous / Tubulin K-alpha-1 / Tubulin alpha-ubiquitous chain


分子量: 50204.445 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ)
参照: UniProt: Q2XVP4, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
#2: タンパク質 Tubulin beta chain / Tubulin beta-5 chain


分子量: 49717.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: Q767L7
#3: タンパク質 Protein claret segregational / Kinesin-14


分子量: 46450.453 Da / 分子数: 2 / Mutation: E292M, Y485K, N697S / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ)
遺伝子: ncd, CA(ND), CG7831 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P20480, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与

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非ポリマー , 5種, 7分子

#4: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 523.180 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#5: 化合物 ChemComp-GDP / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE


タイプ: RNA linking / 分子量: 443.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O11P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: GDP, エネルギー貯蔵分子*YM
#6: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE


分子量: 427.201 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#7: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 化合物 ChemComp-ALF / TETRAFLUOROALUMINATE ION


分子量: 102.975 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: AlF4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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: FILAMENT / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Kinesin-microtubule complexCOMPLEX#1-#30MULTIPLE SOURCES
2TubulinCOMPLEX#1-#21NATURAL
3NCDCOMPLEX#31RECOMBINANT
分子量値: 200 kDa/nm / 実験値: YES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Sus scrofa (ブタ)9823
23Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ)7227
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 6.8
詳細: 100 mM PIPES pH 6.8, 1 mM MgCl2, 1 mM EGTA, 1 mM GTP, 2 mM ADP, 2 mM AlCl3, and 8 mM NaF
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1100 mMPIPESPIPES1
21 mMMgCl2MgCl21
31 mMEGTAEGTA1
41 mMGTPGTP1
52 mMADPADP1
62 mMAlCl3AlCl31
78 mMNaFNaF1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 10 mA / グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/1
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 90 % / 凍結前の試料温度: 310 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: JEOL CRYO ARM 300
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）: 1500 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 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
4RELION3.1.4CTF補正
8PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: NONE
らせん対称回転角度/サブユニット: -25.7461 ° / 軸方向距離/サブユニット: 8.74441 Å / らせん対称軸の対称性: C1
3次元再構成解像度: 3.99 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 30975 / 対称性のタイプ: HELICAL

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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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