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- PDB-9nf0: Structure of the NADPH-bound Pyrococcus furiosus SHI complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9nf0
タイトルStructure of the NADPH-bound Pyrococcus furiosus SHI complex
要素(Sulfhydrogenase 1 subunit ...) x 4
キーワードELECTRON TRANSPORT / hydrogen production / [NiFe] hydrogenase / cryo-EM structure
機能・相同性
機能・相同性情報


sulfhydrogenase / sulfur reductase activity / hydrogen dehydrogenase (NADP+) / hydrogen dehydrogenase (NADP+) activity / pyrimidine nucleotide biosynthetic process / [Ni-Fe] hydrogenase complex / ferredoxin hydrogenase activity / 3 iron, 4 sulfur cluster binding / nickel cation binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding ...sulfhydrogenase / sulfur reductase activity / hydrogen dehydrogenase (NADP+) / hydrogen dehydrogenase (NADP+) activity / pyrimidine nucleotide biosynthetic process / [Ni-Fe] hydrogenase complex / ferredoxin hydrogenase activity / 3 iron, 4 sulfur cluster binding / nickel cation binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / flavin adenine dinucleotide binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / : / 4Fe-4S dicluster domain / : / : / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, Fe-S binding domain superfamily / Cytochrome-c3 hydrogenase, gamma subunit / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, iron-sulphur cluster binding domain / : / Iron-sulfur cluster binding domain of dihydroorotate dehydrogenase B ...: / : / 4Fe-4S dicluster domain / : / : / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, Fe-S binding domain superfamily / Cytochrome-c3 hydrogenase, gamma subunit / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, iron-sulphur cluster binding domain / : / Iron-sulfur cluster binding domain of dihydroorotate dehydrogenase B / : / Flavoprotein pyridine nucleotide cytochrome reductase-like, FAD-binding domain / Oxidoreductase FAD-binding domain / Nickel-dependent hydrogenases large subunit signature 2. / [NiFe]-hydrogenase, small subunit, N-terminal domain superfamily / Nickel-dependent hydrogenase, large subunit, nickel binding site / Nickel-dependent hydrogenase, large subunit / Nickel-dependent hydrogenase / Alpha-helical ferredoxin / NADH:ubiquinone oxidoreductase-like, 20kDa subunit / NADH ubiquinone oxidoreductase, 20 Kd subunit / [NiFe]-hydrogenase, large subunit / Oxidoreductase FAD/NAD(P)-binding / Oxidoreductase NAD-binding domain / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / FAD-binding domain, ferredoxin reductase-type / Ferredoxin-NADP reductase (FNR), nucleotide-binding domain / Ferredoxin reductase-type FAD binding domain profile. / Riboflavin synthase-like beta-barrel / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / NADP NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / Chem-NFU / IRON/SULFUR CLUSTER / Sulfhydrogenase 1 subunit delta / Sulfhydrogenase 1 subunit alpha / Sulfhydrogenase 1 subunit gamma / Sulfhydrogenase 1 subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Pyrococcus furiosus (古細菌)
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: 3.06 Å
データ登録者Xiao, X. / Li, H.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
Department of Energy (DOE, United States) 米国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2025
タイトル: Structural insights into the biotechnologically relevant reversible NADPH-oxidizing NiFe-hydrogenase from P.furiosus.
著者: Xiansha Xiao / Gerrit J Schut / Xiang Feng / Patrick M McTernan / Dominik K Haja / William N Lanzilotta / Michael W W Adams / Huilin Li /
要旨: The cytoplasmic hydrogenase I (SHI) from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus belongs to the group III hydrogenase family. SHI oxidizes NADPH rather than NADH to reduce protons and ...The cytoplasmic hydrogenase I (SHI) from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus belongs to the group III hydrogenase family. SHI oxidizes NADPH rather than NADH to reduce protons and evolve hydrogen gas, and because of this property, coupled with its high thermal stability, the enzyme holds great potential for economical hydrogen production. Despite decades of efforts, the SHI structure has remained unknown. Here, we report the cryoelectron microscopic (cryo-EM) structures of the heterotetrameric SHI holoenzyme (αδβγ). SHI is a symmetric dimer of two individually functional heterotetramers. SHI-αδ resembles the standard [NiFe] hydrogenase, and SHI-βγ function as the NADPH oxidoreductase. SHI-β contains three [4Fe-4S] clusters that relay electrons from NADPH in SHI-γ to the catalytic [NiFe] cluster in SHI-αδ for H production. These structures will guide the adaptation of this unique enzyme for biotechnological applications.
履歴
登録2025年2月20日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年7月9日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年7月9日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年7月9日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年7月9日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年7月9日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年7月16日Group: Data collection / Source and taxonomy / Structure summary
カテゴリ: em_admin / em_entity_assembly ...em_admin / em_entity_assembly / em_entity_assembly_recombinant / entity / entity_src_gen / entity_src_nat
Item: _em_admin.last_update / _em_entity_assembly.source / _entity.src_method
改定 1.12025年7月16日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
Group: Experimental summary / Source and taxonomy / Structure summary
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
カテゴリ: em_admin / em_entity_assembly ...em_admin / em_entity_assembly / em_entity_assembly_recombinant / entity / entity_src_gen / entity_src_nat
Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _em_admin.last_update / _em_entity_assembly.source / _entity.src_method

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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: Sulfhydrogenase 1 subunit delta
B: Sulfhydrogenase 1 subunit beta
C: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma
D: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha
E: Sulfhydrogenase 1 subunit delta
F: Sulfhydrogenase 1 subunit beta
G: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma
H: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)317,19132
ポリマ－308,4188
非ポリマー8,77224
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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Sulfhydrogenase 1 subunit ... , 4種, 8分子 AEBFCGDH

#1: タンパク質 Sulfhydrogenase 1 subunit delta / Hydrogenase I small subunit / NADP-reducing hydrogenase subunit HydD / Sulfhydrogenase I subunit delta


分子量: 29269.037 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus (古細菌) / 遺伝子: hydD, PF0893 / 発現宿主: Pyrococcus furiosus (古細菌) / 参照: UniProt: E7FHU4, hydrogen dehydrogenase (NADP+)
#2: タンパク質 Sulfhydrogenase 1 subunit beta / Sulfhydrogenase I subunit beta / Sulfur reductase subunit HydB


分子量: 43464.688 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus (古細菌) / 遺伝子: hydB, PF0891 / 発現宿主: Pyrococcus furiosus (古細菌) / 参照: UniProt: Q8U2E5, sulfhydrogenase
#3: タンパク質 Sulfhydrogenase 1 subunit gamma / Sulfhydrogenase I subunit gamma / Sulfur reductase subunit HydG


分子量: 33093.527 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus (古細菌) / 遺伝子: hydG, PF0892 / 発現宿主: Pyrococcus furiosus (古細菌) / 参照: UniProt: Q8U2E4, sulfhydrogenase
#4: タンパク質 Sulfhydrogenase 1 subunit alpha / Hydrogenase I large subunit / NADP-reducing hydrogenase subunit HydA / Sulfhydrogenase I subunit alpha


分子量: 48381.871 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus (古細菌) / 遺伝子: hydA, PF0894 / 発現宿主: Pyrococcus furiosus (古細菌) / 参照: UniProt: E7FI44, hydrogen dehydrogenase (NADP+)

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非ポリマー , 6種, 24分子

#5: 化合物
ChemComp-SF4 / IRON/SULFUR CLUSTER


分子量: 351.640 Da / 分子数: 14 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe4S4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-FAD / FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FAD


分子量: 785.550 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H33N9O15P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: FAD*YM
#8: 化合物 ChemComp-NAP / NADP NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / 2'-MONOPHOSPHOADENOSINE 5'-DIPHOSPHORIBOSE


分子量: 743.405 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H28N7O17P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物 ChemComp-NFU / formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni) / NI-FE REDUCED ACTIVE CENTER


分子量: 195.591 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C3HFeN2NiO / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#10: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


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

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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: 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: Quaternary complex of the NADPH-bound Pyrococcus furiosus SHI complex
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
由来(組換発現)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 2 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: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK II / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 283.15 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: 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 / 倍率（補正後）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1300 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 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: 1.5 sec. / 電子線照射量: 60 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 31397
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
1cryoSPARC粒子像選択
2SerialEM4画像取得
4cryoSPARCCTF補正
7UCSF ChimeraXモデルフィッティング
9PHENIXモデル精密化
10cryoSPARC初期オイラー角割当
11cryoSPARC最終オイラー角割当
12cryoSPARC分類
13cryoSPARC３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: 1215778
3次元再構成解像度: 3.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 313849 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL
原子モデル構築Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model
精密化最高解像度: 3.06 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00321915
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.49729736
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.0338218
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0433193
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0043752

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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)

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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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