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- PDB-9tbf: Cryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the mo... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9tbf
タイトルCryo-EM structure of the light-driven sodium pump ErNaR in the monomeric form in the O2 state
要素Bacteriorhodopsin-like protein
キーワードMEMBRANE PROTEIN / rhodopsin / ErNaR / sodium pump / phototransduction
機能・相同性EICOSANE / RETINAL
機能・相同性情報
生物種Erythrobacter (バクテリア)
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: 3.3 Å
データ登録者Haubner, M. / Williams, H.M. / Hruby, J. / Straub, M.S. / Guskov, A. / Kovalev, K. / Drabbels, M. / Lorenz, U.J.
資金援助 スイス, 1件
組織認可番号国
Swiss National Science FoundationTMCG-2+213773 スイス
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Microsecond Time-Resolved Cryo-EM Based on Jet Vitrification.
著者: Michal Haubner / Harry M Williams / Jakub Hruby / Monique S Straub / Albert Guskov / Kirill Kovalev / Marcel Drabbels / Ulrich J Lorenz /
要旨: Understanding and ultimately predicting the function of proteins is one of the frontiers in structural biology. This will only be possible if it becomes feasible to routinely observe proteins on the ...Understanding and ultimately predicting the function of proteins is one of the frontiers in structural biology. This will only be possible if it becomes feasible to routinely observe proteins on the fast timescales on which they perform their tasks. Recently, laser flash melting and revitrification experiments have improved the time resolution of cryo-electron microscopy (cryo-EM) to microseconds, rendering it fast enough to observe the domain motions of proteins that are frequently linked to function. However, observations have been limited to a time window of just a few hundred microseconds. Here, we introduce time-resolved cryo-EM experiments based on jet vitrification that combine microsecond resolution with an observation window of up to seconds. We use a short laser pulse to initiate protein dynamics, and as they unfold, vitrify the sample with a jet of a liquid cryogen to arrest the dynamics at that point in time. We demonstrate that our approach affords near-atomic spatial resolution and a time resolution of 21 µs. This allows us to observe the photoinduced dynamics of the light-driven sodium pump NaR on the microsecond to millisecond timescale. Our experiments significantly expand the ability of cryo-EM to observe protein dynamics across multiple timescales.
履歴
登録2025年11月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年12月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17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12月17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12月17日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Mask / Part number: 1 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / 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: Bacteriorhodopsin-like protein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)35,31815
ポリマ－30,6761
非ポリマー4,64214
水23413
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 Bacteriorhodopsin-like protein


分子量: 30676.467 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: Bear in mind that LFA and LMT are not part of the sequence here. They derive from the protein solution.
由来: (組換発現) Erythrobacter (バクテリア) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#2: 化合物
ChemComp-LFA / EICOSANE / LIPID FRAGMENT


分子量: 282.547 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H42
#3: 糖 ChemComp-LMT / DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE


タイプ: D-saccharide / 分子量: 510.615 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C24H46O11 / コメント: 可溶化剤*YM
#4: 化合物 ChemComp-RET / RETINAL


分子量: 284.436 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H28O / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 13 / 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Y
Has protein modificationY

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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: ErNaR light-driven sodium pump / タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Erythrobacter (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 8 / 詳細: 10 mM HEPES pH 7.5, 500 mM NaCl
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1500 mMsodium chlorideNaCl1
210 mMTris-HClC4H11NO31
30.04 %n-dodecyl-beta-D-maltoside (DDM)C24H46O1
試料濃度: 4.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: This sample was monodisperse.
試料支持詳細: Grid was sputter coated with 40 nm thick layer of silver beforehand using a Quorum Q300T device.
グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil 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 K
詳細: Vitrification carried out using a modified Vitrobot Mark IV, as outlined in the paper reporting this entry.

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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（公称値）: 165000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm
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: 40 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k 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
1cryoSPARC4.6.0粒子像選択
2PHENIX1.21.2_5419モデル精密化
5cryoSPARC4.6.0CTF補正
13cryoSPARC4.6.0３次元再構成
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: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 67385
詳細: Reconstruction conducted in C1 following symmetry expansion of particle stack in C5.
対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.3 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_d0.0032457
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.6983309
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d11.433569
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.043368
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.004386

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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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