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- EMDB-12451: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculos... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-12451
タイトルCryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
マップデータ
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
  • リガンド: OXYGEN MOLECULE
  • リガンド: MENAQUINONE-9
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: HEME B/C
  • リガンド: water
キーワードTerminal oxidase Oxidoreductase Oxygen reductase bd oxidase / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


cytochrome complex / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / electron transfer activity / heme binding / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Cytochrome ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bd terminal oxidase subunit I / Cytochrome bd terminal oxidase subunit II
類似検索 - ドメイン・相同性
Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I) / Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.5 Å
データ登録者Safarian S / Wu D
資金援助 ドイツ, ニュージーランド, 4件
OrganizationGrant number国
German Research Foundation (DFG) ドイツ
Max Planck SocietyNobel Laureate Fellowship ドイツ
Marsden Fund ニュージーランド
Royal Society of New ZealandCatalyst grant ニュージーランド
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: The cryo-EM structure of the bd oxidase from M. tuberculosis reveals a unique structural framework and enables rational drug design to combat TB.
著者: Schara Safarian / Helen K Opel-Reading / Di Wu / Ahmad R Mehdipour / Kiel Hards / Liam K Harold / Melanie Radloff / Ian Stewart / Sonja Welsch / Gerhard Hummer / Gregory M Cook / Kurt L ...著者: Schara Safarian / Helen K Opel-Reading / Di Wu / Ahmad R Mehdipour / Kiel Hards / Liam K Harold / Melanie Radloff / Ian Stewart / Sonja Welsch / Gerhard Hummer / Gregory M Cook / Kurt L Krause / Hartmut Michel /
要旨: New drugs are urgently needed to combat the global TB epidemic. Targeting simultaneously multiple respiratory enzyme complexes of Mycobacterium tuberculosis is regarded as one of the most effective ...New drugs are urgently needed to combat the global TB epidemic. Targeting simultaneously multiple respiratory enzyme complexes of Mycobacterium tuberculosis is regarded as one of the most effective treatment options to shorten drug administration regimes, and reduce the opportunity for the emergence of drug resistance. During infection and proliferation, the cytochrome bd oxidase plays a crucial role for mycobacterial pathophysiology by maintaining aerobic respiration at limited oxygen concentrations. Here, we present the cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 Å. In conjunction with atomistic molecular dynamics (MD) simulation studies we discovered a previously unknown MK-9-binding site, as well as a unique disulfide bond within the Q-loop domain that defines an inactive conformation of the canonical quinol oxidation site in Actinobacteria. Our detailed insights into the long-sought atomic framework of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis will form the basis for the design of highly specific drugs to act on this enzyme.
履歴
登録2021年2月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年9月22日-
マップ公開2021年9月22日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.0239
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.0239
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7nkz
  • 表面レベル: 0.0239
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_12451.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_12451.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.272 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.272 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 214.272 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.837 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.0239 / ムービー #1: 0.0239
最小 - 最大-0.16093354 - 0.32472563
平均 (標準偏差)-0.00013626137 (±0.005778634)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 214.272 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8370.8370.837
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z214.272214.272214.272
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.1610.325-0.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_12451_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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追加マップ: Sharpened Postprocess map

ファイルemd_12451_additional_1.map
注釈Sharpened Postprocess map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_12451_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_12451_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculos...

全体名称: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
    • タンパク質・ペプチド: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
  • リガンド: OXYGEN MOLECULE
  • リガンド: MENAQUINONE-9
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: HEME B/C
  • リガンド: water

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超分子 #1: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculos...

超分子名称: Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
分子量理論値: 91.5 KDa

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分子 #1: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subuni...

分子名称: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
分子量理論値: 37.650957 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
配列文字列: MVLQELWFGV IAALFLGFFI LEGFDFGVGM LMAPFAHVGM GDPETHRRTA LNTIGPVWDG NEVWLITAGA AIFAAFPGWY ATVFSALYL PLLAILFGMI LRAVAIEWRG KIDDPKWRTG ADFGIAAGSW LPALLWGVAF AILVRGLPVD ANGHVALSIP D VLNAYTLL ...文字列:
MVLQELWFGV IAALFLGFFI LEGFDFGVGM LMAPFAHVGM GDPETHRRTA LNTIGPVWDG NEVWLITAGA AIFAAFPGWY ATVFSALYL PLLAILFGMI LRAVAIEWRG KIDDPKWRTG ADFGIAAGSW LPALLWGVAF AILVRGLPVD ANGHVALSIP D VLNAYTLL GGLATAGLFS LYGAVFIALK TSGPIRDDAY RFAVWLSLPV AGLVAGFGLW TQLAYGKDWT WLVLAVAGCA QA AATVLVW RRVSDGWAFM CTLIVVAAVV VLLFGALYPN LVPSTLNPQW SLTIHNASST PYTLKIMTWV TAFFAPLTVA YQT WTYWVF RQRISAERIP PPTGLARRAP

UniProtKB: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit II) CydB (Cytochrome BD-I oxidase subunit II)

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分子 #2: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subuni...

分子名称: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌) / 株: ATCC 25618 / H37Rv
分子量理論値: 53.863098 KDa
組換発現生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
配列文字列: MNVVDISRWQ FGITTVYHFI FVPLTIGLAP LIAVMQTLWV VTDNPAWYRL TKFFGKLFLI NFAIGVATGI VQEFQFGMNW SEYSRFVGD VFGAPLAMEG LAAFFFESTF IGLWIFGWNR LPRLVHLACI WIVAIAVNVS AFFIIAANSF MQHPVGAHYN P TTGRAELS ...文字列:
MNVVDISRWQ FGITTVYHFI FVPLTIGLAP LIAVMQTLWV VTDNPAWYRL TKFFGKLFLI NFAIGVATGI VQEFQFGMNW SEYSRFVGD VFGAPLAMEG LAAFFFESTF IGLWIFGWNR LPRLVHLACI WIVAIAVNVS AFFIIAANSF MQHPVGAHYN P TTGRAELS SIVVLLTNNT AQAAFTHTVS GALLTAGTFV AAVSAWWLVR SSTTHADSDT QAMYRPATIL GCWVALAATA GL LFTGDHQ GKLMFQQQPM KMASAESLCD TQTDPNFSVL TVGRQNNCDS LTRVIEVPYV LPFLAEGRIS GVTLQGIRDL QQE YQQRFG PNDYRPNLFV TYWSFRMMIG LMAIPVLFAL IALWLTRGGQ IPNQRWFSWL ALLTMPAPFL ANSAGWVFTE MGRQ PWVVV PNPTGDQLVR LTVKAGVSDH SATVVATSLL MFTLVYAVLA VIWCWLLKRY IVEGPLEHDA EPAAHGAPRD DEVAP LSFA Y

UniProtKB: Probable integral membrane cytochrome D ubiquinol oxidase (Subunit I) CydA (Cytochrome BD-I oxidase subunit I)

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分子 #3: OXYGEN MOLECULE

分子名称: OXYGEN MOLECULE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: OXY
分子量理論値: 31.999 Da
Chemical component information

ChemComp-O2:
OXYGEN MOLECULE

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分子 #4: MENAQUINONE-9

分子名称: MENAQUINONE-9 / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: MQ9
分子量理論値: 785.233 Da
Chemical component information

ChemComp-MQ9:
MENAQUINONE-9

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分子 #5: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE

分子名称: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: HDD
分子量理論値: 632.487 Da
Chemical component information

ChemComp-HDD:
CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE

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分子 #6: HEME B/C

分子名称: HEME B/C / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: HEB
分子量理論値: 618.503 Da
Chemical component information

ChemComp-HEB:
HEME B/C

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分子 #7: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 42 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1.5 mg/mL
緩衝液pH: 7 / 構成要素:
濃度名称式
20.0 mMHepes
100.0 mMNaCl
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 45 sec. / 詳細: 15 mA
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Blot force 20.
詳細Monodisperse sample of cytochrome bd oxidase reconstituted in lipid nanodiscs 1D1

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 12070 / 平均露光時間: 5.0 sec. / 平均電子線量: 15.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系倍率（補正後）: 96000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 15000000
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成使用したクラス数: 1 / アルゴリズム: EXACT BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 843799
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 3次元分類クラス数: 4 / 平均メンバー数/クラス: 800000 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain

6rko

chain_id: A, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

6rko

chain_id: B, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 70 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7nkz:
Cryo-EM structure of the cytochrome bd oxidase from M. tuberculosis at 2.5 A resolution

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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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