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- PDB-9fyp: Cryo EM structure of the type 3B polymorph of alpha-synuclein at ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9fyp
タイトルCryo EM structure of the type 3B polymorph of alpha-synuclein at low pH.
要素Alpha-synuclein
キーワードPROTEIN FIBRIL / amyloid / polymorphism
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / neutral lipid metabolic process / regulation of acyl-CoA biosynthetic process / negative regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of norepinephrine uptake / response to desipramine / positive regulation of SNARE complex assembly / positive regulation of hydrogen peroxide catabolic process / supramolecular fiber / regulation of synaptic vesicle recycling ...negative regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / neutral lipid metabolic process / regulation of acyl-CoA biosynthetic process / negative regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of norepinephrine uptake / response to desipramine / positive regulation of SNARE complex assembly / positive regulation of hydrogen peroxide catabolic process / supramolecular fiber / regulation of synaptic vesicle recycling / negative regulation of chaperone-mediated autophagy / regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / positive regulation of protein localization to cell periphery / mitochondrial membrane organization / negative regulation of exocytosis / regulation of glutamate secretion / dopamine biosynthetic process / response to iron(II) ion / positive regulation of neurotransmitter secretion / regulation of macrophage activation / negative regulation of dopamine metabolic process / negative regulation of platelet-derived growth factor receptor signaling pathway / SNARE complex assembly / negative regulation of thrombin-activated receptor signaling pathway / Lewy body / regulation of locomotion / negative regulation of microtubule polymerization / positive regulation of inositol phosphate biosynthetic process / synaptic vesicle priming / regulation of norepinephrine uptake / transporter regulator activity / protein kinase inhibitor activity / synaptic vesicle transport / dopamine uptake involved in synaptic transmission / regulation of dopamine secretion / positive regulation of receptor recycling / positive regulation of exocytosis / cuprous ion binding / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / nuclear outer membrane / dynein complex binding / response to magnesium ion / synaptic vesicle exocytosis / positive regulation of endocytosis / negative regulation of serotonin uptake / response to type II interferon / kinesin binding / cysteine-type endopeptidase inhibitor activity / regulation of presynapse assembly / synaptic vesicle endocytosis / alpha-tubulin binding / beta-tubulin binding / phospholipase binding / phospholipid metabolic process / supramolecular fiber organization / behavioral response to cocaine / cellular response to fibroblast growth factor stimulus / inclusion body / cellular response to epinephrine stimulus / Hsp70 protein binding / enzyme inhibitor activity / response to interleukin-1 / axon terminus / cellular response to copper ion / positive regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol / regulation of microtubule cytoskeleton organization / SNARE binding / adult locomotory behavior / glutathione metabolic process / protein tetramerization / excitatory postsynaptic potential / protein sequestering activity / tubulin binding / phosphoprotein binding / microglial cell activation / ferrous iron binding / fatty acid metabolic process / PKR-mediated signaling / receptor internalization / phospholipid binding / synapse organization / regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / protein destabilization / tau protein binding / enzyme activator activity / terminal bouton / positive regulation of inflammatory response / long-term synaptic potentiation / synaptic vesicle membrane / actin cytoskeleton / growth cone / actin binding / cellular response to oxidative stress / neuron apoptotic process / cell cortex / histone binding / response to lipopolysaccharide / microtubule binding / amyloid fibril formation / chemical synaptic transmission
類似検索 - 分子機能
Synuclein / Alpha-synuclein / Synuclein
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 2.23 Å
データ登録者Frey, L. / Qureshi, B.M. / Kwiatkowski, W. / Rhyner, D. / Greenwald, J. / Riek, R.
資金援助 スイス, 2件
組織認可番号国
Swiss National Science Foundation スイス
Other government
引用
ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: On the pH-dependence of α-synuclein amyloid polymorphism and the role of secondary nucleation in seed-based amyloid propagation.
著者: Lukas Frey / Dhiman Ghosh / Bilal M Qureshi / David Rhyner / Ricardo Guerrero-Ferreira / Aditya Pokharna / Witek Kwiatkowski / Tetiana Serdiuk / Paola Picotti / Roland Riek / Jason Greenwald /
要旨: The aggregation of the protein α-synuclein is closely associated with several neurodegenerative disorders and as such the structures of the amyloid fibril aggregates have high scientific and medical ...The aggregation of the protein α-synuclein is closely associated with several neurodegenerative disorders and as such the structures of the amyloid fibril aggregates have high scientific and medical significance. However, there are dozens of unique atomic-resolution structures of these aggregates, and such a highly polymorphic nature of the α-synuclein fibrils hampers efforts in disease-relevant in vitro studies on α-synuclein amyloid aggregation. In order to better understand the factors that affect polymorph selection, we studied the structures of α-synuclein fibrils in vitro as a function of pH and buffer using cryo-EM helical reconstruction. We find that in the physiological range of pH 5.8-7.4, a pH-dependent selection between Type 1, 2, and 3 polymorphs occurs. Our results indicate that even in the presence of seeds, the polymorph selection during aggregation is highly dependent on the buffer conditions, attributed to the non-polymorph-specific nature of secondary nucleation. We also uncovered two new polymorphs that occur at pH 7.0 in phosphate-buffered saline. The first is a monofilament Type 1 fibril that highly resembles the structure of the juvenile-onset synucleinopathy polymorph found in patient-derived material. The second is a new Type 5 polymorph that resembles a polymorph that has been recently reported in a study that used diseased tissues to seed aggregation. Taken together, our results highlight the shallow amyloid energy hypersurface that can be altered by subtle changes in the environment, including the pH which is shown to play a major role in polymorph selection and in many cases appears to be the determining factor in seeded aggregation. The results also suggest the possibility of producing disease-relevant structure in vitro.
#1: ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: On the pH-dependence of α-synuclein amyloid polymorphism and the role of secondary nucleation in seed-based amyloid propagation.
著者: Lukas Frey / Dhiman Ghosh / Bilal M Qureshi / David Rhyner / Ricardo Guerrero-Ferreira / Aditya Pokharna / Witek Kwiatkowski / Tetiana Serdiuk / Paola Picotti / Roland Riek / Jason Greenwald /
要旨: The aggregation of the protein α-synuclein is closely associated with several neurodegenerative disorders and as such the structures of the amyloid fibril aggregates have high scientific and medical ...The aggregation of the protein α-synuclein is closely associated with several neurodegenerative disorders and as such the structures of the amyloid fibril aggregates have high scientific and medical significance. However, there are dozens of unique atomic-resolution structures of these aggregates, and such a highly polymorphic nature of the α-synuclein fibrils hampers efforts in disease-relevant in vitro studies on α-synuclein amyloid aggregation. In order to better understand the factors that affect polymorph selection, we studied the structures of α-synuclein fibrils in vitro as a function of pH and buffer using cryo-EM helical reconstruction. We find that in the physiological range of pH 5.8-7.4, a pH-dependent selection between Type 1, 2, and 3 polymorphs occurs. Our results indicate that even in the presence of seeds, the polymorph selection during aggregation is highly dependent on the buffer conditions, attributed to the non-polymorph-specific nature of secondary nucleation. We also uncovered two new polymorphs that occur at pH 7.0 in phosphate-buffered saline. The first is a monofilament Type 1 fibril that highly resembles the structure of the juvenile-onset synucleinopathy polymorph found in patient-derived material. The second is a new Type 5 polymorph that resembles a polymorph that has been recently reported in a study that used diseased tissues to seed aggregation. Taken together, our results highlight the shallow amyloid energy hypersurface that can be altered by subtle changes in the environment, including the pH which is shown to play a major role in polymorph selection and in many cases appears to be the determining factor in seeded aggregation. The results also suggest the possibility of producing disease-relevant structure in vitro.
#2: ジャーナル: Elife / 年: 2024
タイトル: On the pH-dependence of alpha-synuclein amyloid polymorphism and the role of secondary nucleation in seed-based amyloid propagation
著者: Frey, L. / Ghosh, D. / Qureshi, B.M. / Rhyner, D. / Guerrero-Ferreira, R. / Pokharna, A. / Kwiatkowski, W. / Serdiuk, T. / Picotti, P. / Riek, R. / Greenwald, J.
履歴
登録2024年7月3日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
置き換え2024年7月17日ID: 8PIC
改定 1.02024年7月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年9月11日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.22025年1月22日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / em_admin / pdbx_entry_details
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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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
I: Alpha-synuclein
J: Alpha-synuclein
K: Alpha-synuclein
L: Alpha-synuclein
M: Alpha-synuclein
N: Alpha-synuclein
O: Alpha-synuclein
P: Alpha-synuclein
Q: Alpha-synuclein
R: Alpha-synuclein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)145,11620
ポリマ－144,76110
非ポリマー35510
水2,162120
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

#1: タンパク質
Alpha-synuclein / Non-A beta component of AD amyloid / Non-A4 component of amyloid precursor / NACP


分子量: 14476.108 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: SNCA, NACP, PARK1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P37840
#2: 化合物
ChemComp-CL / CHLORIDE ION


分子量: 35.453 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 合成 / 式: Cl
#3: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 120 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
研究の焦点であるリガンドがあるかN
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

構成要素名称: alpha-synuclein amyloid fibril / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 5.8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
110 mMPhosphatePO41
2137 mMSodium ChlorideNaCl1
32.7 mMPotassiu ChlorideKCl1
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-PROPANE

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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）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 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: 1 sec. / 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)
実像数: 7729
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV

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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
12RELION4.0.0分類
13RELION4.0.0３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
らせん対称回転角度/サブユニット: 179.5 ° / 軸方向距離/サブユニット: 2.37 Å / らせん対称軸の対称性: C1
3次元再構成解像度: 2.23 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 178710 / 対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 36.4 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00494440
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.6366000
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0606780
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0027750
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d11.63731510

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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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