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万見
- EMDB-13108: High resolution structure of cytochrome bd-II oxidase from E. coli -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-13108
タイトルHigh resolution structure of cytochrome bd-II oxidase from E. coli
マップデータFull map
試料
  • 複合体: Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, AppC and AppX
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1
    • タンパク質・ペプチド: Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: 2-[(2~{E},6~{E},10~{Z},14~{E},18~{E},22~{E},26~{E})-3,7,11,15,19,23,27,31-octamethyldotriaconta-2,6,10,14,18,22,26,30-octaenyl]naphthalene-1,4-dione
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: HEME B/C
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: OXYGEN MOLECULE
  • リガンド: water
キーワードTerminal oxidase High resolution Membrane protein Membrane enzyme Oxygen reductase bd oxidase / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性
機能・相同性情報


ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / cytochrome complex / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cell outer membrane / electron transfer activity / heme binding / membrane / metal ion binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Membrane bound YbgT-like / Membrane bound YbgT-like protein / 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
Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX / Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (strain K12) (大腸菌) / Escherichia coli K-12 (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.06 Å
データ登録者Grund TN / Wu D
資金援助 ドイツ, 1件
OrganizationGrant number国
Max Planck SocietyNobel laureate fellowship ドイツ
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2021
タイトル: Mechanistic and structural diversity between cytochrome isoforms of .
著者: Tamara N Grund / Melanie Radloff / Di Wu / Hojjat G Goojani / Luca F Witte / Wiebke Jösting / Sabine Buschmann / Hannelore Müller / Isam Elamri / Sonja Welsch / Harald Schwalbe / Hartmut ...著者: Tamara N Grund / Melanie Radloff / Di Wu / Hojjat G Goojani / Luca F Witte / Wiebke Jösting / Sabine Buschmann / Hannelore Müller / Isam Elamri / Sonja Welsch / Harald Schwalbe / Hartmut Michel / Dirk Bald / Schara Safarian /
要旨: The treatment of infectious diseases caused by multidrug-resistant pathogens is a major clinical challenge of the 21st century. The membrane-embedded respiratory cytochrome -type oxygen reductase is ...The treatment of infectious diseases caused by multidrug-resistant pathogens is a major clinical challenge of the 21st century. The membrane-embedded respiratory cytochrome -type oxygen reductase is a critical survival factor utilized by pathogenic bacteria during infection, proliferation and the transition from acute to chronic states. encodes for two cytochrome isoforms that are both involved in respiration under oxygen limited conditions. Mechanistic and structural differences between () and () operon encoded cytochrome variants have remained elusive in the past. Here, we demonstrate that cytochrome - catalyzes oxidation of benzoquinols while possessing additional specificity for naphthoquinones. Our data show that although menaquinol-1 (MK1) is not able to directly transfer electrons onto cytochrome from , it has a stimulatory effect on its oxygen reduction rate in the presence of ubiquinol-1. We further determined cryo-EM structures of cytochrome - to high resolution of 2.1 Å. Our structural insights confirm that the general architecture and substrate accessible pathways are conserved between the two oxidase isoforms, but two notable differences are apparent upon inspection: (i) does not contain a CydH-like subunit, thereby exposing heme to the membrane environment and (ii) the AppB subunit harbors a structural demethylmenaquinone-8 molecule instead of ubiquinone-8 as found in CydB of Our work completes the structural landscape of terminal respiratory oxygen reductases of and suggests that structural and functional properties of the respective oxidases are linked to quinol-pool dependent metabolic adaptations in .
履歴
登録2021年6月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年12月15日-
マップ公開2021年12月15日-
更新2024年7月17日-
現状2024年7月17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: 0.012
  • 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: 0.012
  • 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-7oy2
  • 表面レベル: 0.014
  • 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_13108.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_13108.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Full map
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: 0.012 / ムービー #1: 0.012
最小 - 最大-0.061831966 - 0.16589892
平均 (標準偏差)-0.00004043137 (±0.0027392483)
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-0.0620.166-0.000

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添付データ

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ハーフマップ: Half map

ファイルemd_13108_half_map_1.map
注釈Half 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: Half map

ファイルemd_13108_half_map_2.map
注釈Half 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 : Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, A...

全体名称: Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, AppC and AppX
要素
  • 複合体: Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, AppC and AppX
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2
    • タンパク質・ペプチド: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1
    • タンパク質・ペプチド: Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX
  • リガンド: CARDIOLIPIN
  • リガンド: 2-[(2~{E},6~{E},10~{Z},14~{E},18~{E},22~{E},26~{E})-3,7,11,15,19,23,27,31-octamethyldotriaconta-2,6,10,14,18,22,26,30-octaenyl]naphthalene-1,4-dione
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: HEME B/C
  • リガンド: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE
  • リガンド: OXYGEN MOLECULE
  • リガンド: water

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超分子 #1: Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, A...

超分子名称: Cytochrome bd-II oxidase from E. coli composed of subunit AppB, AppC and AppX
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
分子量理論値: 104 KDa

+
分子 #1: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2

分子名称: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ubiquinol oxidase (H+-transporting)
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 42.448543 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
配列文字列: MFDYETLRFI WWLLIGVILV VFMISDGFDM GIGCLLPLVA RNDDERRIVI NSVGAHWEGN QVWLILAGGA LFAAWPRVYA AAFSGFYVA MILVLCSLFF RPLAFDYRGK IADARWRKMW DAGLVIGSLV PPVVFGIAFG NLLLGVPFAF TPQLRVEYLG S FWQLLTPF ...文字列:
MFDYETLRFI WWLLIGVILV VFMISDGFDM GIGCLLPLVA RNDDERRIVI NSVGAHWEGN QVWLILAGGA LFAAWPRVYA AAFSGFYVA MILVLCSLFF RPLAFDYRGK IADARWRKMW DAGLVIGSLV PPVVFGIAFG NLLLGVPFAF TPQLRVEYLG S FWQLLTPF PLLCGLLSLG MVILQGGVWL QLKTVGVIHL RSQLATKRAA LLVMLCFLLA GYWLWVGIDG FVLLAQDANG PS NPLMKLV AVLPGAWMNN FVESPVLWIF PLLGFFCPLL TVMAIYRGRP GWGFLMASLM QFGVIFTAGI TLFPFVMPSS VSP ISSLTL WDSTSSQLTL SIMLVIVLIF LPIVLLYTLW SYYKMWGRMT TETLRRNENE LY

UniProtKB: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 2

+
分子 #2: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1

分子名称: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ubiquinol oxidase (H+-transporting)
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 57.962469 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
配列文字列: MWDVIDLSRW QFALTALYHF LFVPLTLGLI FLLAIMETIY VVTGKTIYRD MTRFWGKLFG INFALGVATG LTMEFQFGTN WSFYSNYVG DIFGAPLAME ALMAFFLEST FVGLFFFGWQ RLNKYQHLLV TWLVAFGSNL SALWILNANG WMQYPTGAHF D IDTLRMEM ...文字列:
MWDVIDLSRW QFALTALYHF LFVPLTLGLI FLLAIMETIY VVTGKTIYRD MTRFWGKLFG INFALGVATG LTMEFQFGTN WSFYSNYVG DIFGAPLAME ALMAFFLEST FVGLFFFGWQ RLNKYQHLLV TWLVAFGSNL SALWILNANG WMQYPTGAHF D IDTLRMEM TSFSELVFNP VSQVKFVHTV MAGYVTGAMF IMAISAWYLL RGRERNVALR SFAIGSVFGT LAIIGTLQLG DS SAYEVAQ VQPVKLAAME GEWQTEPAPA PFHVVAWPEQ DQERNAFALK IPALLGILAT HSLDKPVPGL KNLMAETYPR LQR GRMAWL LMQEISQGNR EPHVLQAFRG LEGDLGYGML LSRYAPDMNH VTAAQYQAAM RGAIPQVAPV FWSFRIMVGC GSLL LLVML IALVQTLRGK IDQHRWVLKM ALWSLPLPWI AIEAGWFMTE FGRQPWAIQD ILPTYSAHSA LTTGQLAFSL IMIVG LYTL FLIAEVYLMQ KYARLGPSAM QSEQPTQQQG

UniProtKB: Cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit 1

+
分子 #3: Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX

分子名称: Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX
タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 6.43634 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
配列文字列:
MWYLLWFVGI LLMCSLSTLV LVWLDPRLKS IEGRGTSGSS GSGSGGSGSG GGGWSHPQFE K

UniProtKB: Putative cytochrome bd-II ubiquinol oxidase subunit AppX

+
分子 #4: CARDIOLIPIN

分子名称: CARDIOLIPIN / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: CDN
分子量理論値: 1.151511 KDa
Chemical component information

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

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分子 #5: 2-[(2~{E},6~{E},10~{Z},14~{E},18~{E},22~{E},26~{E})-3,7,11,15,19,...

分子名称: 2-[(2~{E},6~{E},10~{Z},14~{E},18~{E},22~{E},26~{E})-3,7,11,15,19,23,27,31-octamethyldotriaconta-2,6,10,14,18,22,26,30-octaenyl]naphthalene-1,4-dione
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: DK8
分子量理論値: 703.09 Da
Chemical component information

ChemComp-DK8:
2-[(2~{E},6~{E},10~{Z},14~{E},18~{E},22~{E},26~{E})-3,7,11,15,19,23,27,31-octamethyldotriaconta-2,6,10,14,18,22,26,30-octaenyl]naphthalene-1,4-dione

+
分子 #6: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(tri...

分子名称: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: POV
分子量理論値: 760.076 Da
Chemical component information

ChemComp-POV:
(2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate / リン脂質*YM

+
分子 #7: HEME B/C

分子名称: HEME B/C / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 2 / 式: HEB
分子量理論値: 618.503 Da
Chemical component information

ChemComp-HEB:
HEME B/C

+
分子 #8: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE

分子名称: CIS-HEME D HYDROXYCHLORIN GAMMA-SPIROLACTONE / タイプ: ligand / ID: 8 / 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

+
分子 #9: OXYGEN MOLECULE

分子名称: OXYGEN MOLECULE / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 1 / 式: OXY
分子量理論値: 31.999 Da
Chemical component information

ChemComp-O2:
OXYGEN MOLECULE

+
分子 #10: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 24 / 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 mMTris
100.0 mMNaCl
0.002 % (w/v)LMNG
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 108.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 533309
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: ANGULAR RECONSTITUTION / 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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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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