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万見
- EMDB-19030: CryoEM structure of the post-powerstroke actomyosin-5a complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-19030
タイトルCryoEM structure of the post-powerstroke actomyosin-5a complex
マップデータPost-powerstroke actomyosin-5a Post-processed with DeepEMhancer
試料
  • 複合体: Post-powerstroke actomyosin-5a complex
    • 複合体: Unconventional myosin-5a
      • タンパク質・ペプチド: Unconventional myosin-Va
    • 複合体: F-actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
キーワードMyosin / Actin / Actomyosin / Primed actomyosin / MOTOR PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


establishment of endoplasmic reticulum localization to postsynapse / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / melanosome localization / endoplasmic reticulum localization / locomotion involved in locomotory behavior / melanin metabolic process / vesicle transport along actin filament / unconventional myosin complex / insulin-responsive compartment / developmental pigmentation ...establishment of endoplasmic reticulum localization to postsynapse / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / melanosome localization / endoplasmic reticulum localization / locomotion involved in locomotory behavior / melanin metabolic process / vesicle transport along actin filament / unconventional myosin complex / insulin-responsive compartment / developmental pigmentation / melanosome transport / secretory granule localization / Regulation of MITF-M-dependent genes involved in pigmentation / Regulation of actin dynamics for phagocytic cup formation / actin filament-based movement / melanin biosynthetic process / hair follicle maturation / melanocyte differentiation / actomyosin / long-chain fatty acid biosynthetic process / myosin complex / insulin secretion / odontogenesis / intermediate filament / cytoskeletal motor activator activity / pigmentation / microfilament motor activity / myosin heavy chain binding / tropomyosin binding / troponin I binding / filamentous actin / exocytosis / mesenchyme migration / actin filament bundle / cytoskeletal motor activity / actin filament bundle assembly / skeletal muscle myofibril / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / actin monomer binding / photoreceptor outer segment / smooth endoplasmic reticulum / stress fiber / skeletal muscle fiber development / vesicle-mediated transport / titin binding / actin filament polymerization / myelination / visual perception / secretory granule / protein localization to plasma membrane / filopodium / actin filament / synapse organization / small GTPase binding / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / cellular response to insulin stimulus / calcium-dependent protein binding / disordered domain specific binding / melanosome / lamellipodium / actin binding / cell body / chemical synaptic transmission / hydrolase activity / postsynapse / calmodulin binding / protein domain specific binding / neuronal cell body / calcium ion binding / positive regulation of gene expression / glutamatergic synapse / magnesium ion binding / Golgi apparatus / ATP hydrolysis activity / ATP binding / identical protein binding / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Myosin 5a, cargo-binding domain / Class V myosin, motor domain / Dilute domain / DIL domain / Dilute domain profile. / DIL / IQ calmodulin-binding motif / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. ...Myosin 5a, cargo-binding domain / Class V myosin, motor domain / Dilute domain / DIL domain / Dilute domain profile. / DIL / IQ calmodulin-binding motif / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. / IQ motif, EF-hand binding site / Myosin head, motor domain / Myosin head (motor domain) / Myosin motor domain profile. / Myosin. Large ATPases. / IQ motif profile. / Kinesin motor domain superfamily / Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Actin, alpha skeletal muscle / Unconventional myosin-Va
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ) / Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.2 Å
データ登録者Klebl DP / McMillan SN / Risi C / Forgacs E / Virok B / Atherton JL / Stofella M / Winkelmann DA / Sobott F / Galkin VE ...Klebl DP / McMillan SN / Risi C / Forgacs E / Virok B / Atherton JL / Stofella M / Winkelmann DA / Sobott F / Galkin VE / Knight PJ / Muench SP / Scarff CA / White HD
資金援助 英国, 米国, 5件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust 英国
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) 英国
American Heart Association 米国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom) 英国
British Heart Foundation 英国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Swinging lever mechanism of myosin directly shown by time-resolved cryo-EM.
著者: David P Klebl / Sean N McMillan / Cristina Risi / Eva Forgacs / Betty Virok / Jennifer L Atherton / Sarah A Harris / Michele Stofella / Donald A Winkelmann / Frank Sobott / Vitold E Galkin / ...著者: David P Klebl / Sean N McMillan / Cristina Risi / Eva Forgacs / Betty Virok / Jennifer L Atherton / Sarah A Harris / Michele Stofella / Donald A Winkelmann / Frank Sobott / Vitold E Galkin / Peter J Knight / Stephen P Muench / Charlotte A Scarff / Howard D White /
要旨: Myosins produce force and movement in cells through interactions with F-actin. Generation of movement is thought to arise through actin-catalysed conversion of myosin from an ATP-generated primed ...Myosins produce force and movement in cells through interactions with F-actin. Generation of movement is thought to arise through actin-catalysed conversion of myosin from an ATP-generated primed (pre-powerstroke) state to a post-powerstroke state, accompanied by myosin lever swing. However, the initial, primed actomyosin state has never been observed, and the mechanism by which actin catalyses myosin ATPase activity is unclear. Here, to address these issues, we performed time-resolved cryogenic electron microscopy (cryo-EM) of a myosin-5 mutant having slow hydrolysis product release. Primed actomyosin was predominantly captured 10 ms after mixing primed myosin with F-actin, whereas post-powerstroke actomyosin predominated at 120 ms, with no abundant intermediate states detected. For detailed interpretation, cryo-EM maps were fitted with pseudo-atomic models. Small but critical changes accompany the primed motor binding to actin through its lower 50-kDa subdomain, with the actin-binding cleft open and phosphate release prohibited. Amino-terminal actin interactions with myosin promote rotation of the upper 50-kDa subdomain, closing the actin-binding cleft, and enabling phosphate release. The formation of interactions between the upper 50-kDa subdomain and actin creates the strong-binding interface needed for effective force production. The myosin-5 lever swings through 93°, predominantly along the actin axis, with little twisting. The magnitude of lever swing matches the typical step length of myosin-5 along actin. These time-resolved structures demonstrate the swinging lever mechanism, elucidate structural transitions of the power stroke, and resolve decades of conjecture on how myosins generate movement.
履歴
登録2023年12月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年12月11日-
マップ公開2024年12月11日-
更新2025年6月25日-
現状2025年6月25日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_19030.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_19030.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Post-powerstroke actomyosin-5a Post-processed with DeepEMhancer
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.)
1.07 Å/pix.
x 360 pix.
= 385.2 Å		1.07 Å/pix.
x 360 pix.
= 385.2 Å		1.07 Å/pix.
x 360 pix.
= 385.2 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: 1.07 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: 0.05
最小 - 最大-0.0032919142 - 1.953036
平均 (標準偏差)0.0009534986 (±0.022998402)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 385.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_19030_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: Post-powerstroke actomyosin-5a Post-processed with RELION

ファイルemd_19030_additional_1.map
注釈Post-powerstroke actomyosin-5a Post-processed with RELION
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: Post-powerstroke actomyosin-5a unsharpened, unmasked map

ファイルemd_19030_additional_2.map
注釈Post-powerstroke actomyosin-5a unsharpened, unmasked 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: Post-powerstroke actomyosin-5a Half-map 1

ファイルemd_19030_half_map_1.map
注釈Post-powerstroke actomyosin-5a Half-map 1
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: Post-powerstroke actomyosin-5a Half-map 2

ファイルemd_19030_half_map_2.map
注釈Post-powerstroke actomyosin-5a Half-map 2
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 : Post-powerstroke actomyosin-5a complex

全体名称: Post-powerstroke actomyosin-5a complex
要素
  • 複合体: Post-powerstroke actomyosin-5a complex
    • 複合体: Unconventional myosin-5a
      • タンパク質・ペプチド: Unconventional myosin-Va
    • 複合体: F-actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

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超分子 #1: Post-powerstroke actomyosin-5a complex

超分子名称: Post-powerstroke actomyosin-5a complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: F-actin was mixed with myosin-5a (S1 1 IQ motif, residues 1-797, S217A, DDEK 594-597 deletion) that had been pre-incubated with ATP, and vitrified at 120 ms post-mixing
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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超分子 #2: Unconventional myosin-5a

超分子名称: Unconventional myosin-5a / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Oryctolagus cuniculus (ウサギ)

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超分子 #3: F-actin

超分子名称: F-actin / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2

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分子 #1: Unconventional myosin-Va

分子名称: Unconventional myosin-Va / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 87.340102 KDa
組換発現生物種: Santiria sp. sf9 (植物)
配列文字列: ELYTKFARVW IPDPEEVWKS AELLKDYKPG DKVLLLHLEE GKDLEYRLDP KTGELPHLRN PDILVGENDL TALSYLHEPA VLHNLRVRF IDSKLIYTYC GIVLVAINPY EQLPIYGEDI INAYSGQNMG DMDPHIFAVA EEAYKQMARD ERNQSIIVSG E SGAGKTVS ...文字列:
ELYTKFARVW IPDPEEVWKS AELLKDYKPG DKVLLLHLEE GKDLEYRLDP KTGELPHLRN PDILVGENDL TALSYLHEPA VLHNLRVRF IDSKLIYTYC GIVLVAINPY EQLPIYGEDI INAYSGQNMG DMDPHIFAVA EEAYKQMARD ERNQSIIVSG E SGAGKTVS AKYAMRYFAT VSGSASEANV EEKVLASNPI MESIGNAKTT RNDNASRFGK YIEIGFDKRY RIIGANMRTY LL EKSRVVF QAEEERNYHI FYQLCASAKL PEFKMLRLGN ADSFHYTKQG GSPMIEGVDD AKEMAHTRQA CTLLGISESY QMG IFRILA GILHLGNVGF ASRDSDSCTI PPKHEPLTIF CDLMGVDYEE MCHWLCHRKL ATATETYIKP ISKLQATNAR DALA KHIYA KLFNWIVDHV NQALHSAVKQ HSFIGVLDIY GFETFEINSF EQFCINYANE KLQQQFNMHV FKLEQEEYMK EQIPW TLID FYDNQPCINL IESKLGILDL LDEECKMPKG TDDTWAQKLY NTHLNKCALF EKPRMSNKAF IIKHFADKVE YQCEGF LEK NKDTVFEEQI KVLKSSKFKM LPELFQAISP TSATSSGRTP LTRVPVKPTK GRPGQTAKEH KKTVGHQFRN SLHLLME TL NATTPHYVRC IKPNDFKFPF TFDEKRAVQQ LRACGVLETI RISAAGFPSR WTYQEFFSRY RVLMKQKDVL GDRKQTCK N VLEKLILDKD KYQFGKTKIF FRAGQVAYLE KLRADKLR

UniProtKB: Unconventional myosin-Va

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分子 #2: Actin, alpha skeletal muscle

分子名称: Actin, alpha skeletal muscle / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
由来(天然)生物種: Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
分子量理論値: 41.888652 KDa
配列文字列: (ACE)DEDETTALV CDNGSGLVKA GFAGDDAPRA VFPSIVGRPR HQGVMVGMGQ KDSYVGDEAQ SKRGILTLKY PIEHGI ITN WDDMEKIWHH TFYNELRVAP EEHPTLLTEA PLNPKANREK MTQIMFETFN VPAMYVAIQA VLSLYASGRT TGIVLDS GD ...文字列:
(ACE)DEDETTALV CDNGSGLVKA GFAGDDAPRA VFPSIVGRPR HQGVMVGMGQ KDSYVGDEAQ SKRGILTLKY PIEHGI ITN WDDMEKIWHH TFYNELRVAP EEHPTLLTEA PLNPKANREK MTQIMFETFN VPAMYVAIQA VLSLYASGRT TGIVLDS GD GVTHNVPIYE GYALPHAIMR LDLAGRDLTD YLMKILTERG YSFVTTAERE IVRDIKEKLC YVALDFENEM ATAASSSS L EKSYELPDGQ VITIGNERFR CPETLFQPSF IGMESAGIHE TTYNSIMKCD IDIRKDLYAN NVMSGGTTMY PGIADRMQK EITALAPSTM KIKIIAPPER KYSVWIGGSI LASLSTFQQM WITKQEYDEA GPSIVHRKCF

UniProtKB: Actin, alpha skeletal muscle

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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filament

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試料調製

緩衝液pH: 7
構成要素:
濃度式名称
0.25 mMATPadenosine triphosphate
10.0 mMMOPS3-(N-morpholino)propanesulfonic acid
38.0 mMKAcPotassium acetate
25.0 mMKClPotassium chloride
2.0 mMMgCl2Magnesium chloride
0.1 mMEGTAEGTA
グリッドモデル: Quantifoil / 材質: COPPER / 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 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.01 kPa
詳細: 300 mesh copper grids with copper nano-wires (SPT Labtech)
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 60 % / チャンバー内温度: 293 K / 装置: HOMEMADE PLUNGER
詳細: F-actin was mixed with myosin-5a (S1 1 IQ motif, residues 1-797, S217A, DDEK 594-597 deletion) that had been pre-incubated with ATP, and vitrified at 120 ms post-mixing.
詳細Actin-myosin mixture comprising 13 uM myosin (pre-mixed with ATP) and 13 uM actin vitrified a t120 ms post-mixing

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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 K2 QUANTUM (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 3 / 実像数: 4976 / 平均露光時間: 7.0 sec. / 平均電子線量: 56.1 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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 4.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 倍率（公称値）: 130000
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: 431867
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
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: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 94093
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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