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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-19897
タイトルCryoEM Structure of Phenylalanine Ammonia Lyase from Planctomyces brasiliencis
マップデータ
試料
  • 複合体: Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid
    • タンパク質・ペプチド: Histidine ammonia-lyase
  • リガンド: [(1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid
キーワードPhenylalanine catabolism Lyase / LYASE
機能・相同性histidine ammonia-lyase / histidine ammonia-lyase activity / Aromatic amino acid lyase / Aromatic amino acid lyase / Fumarase/histidase, N-terminal / L-Aspartase-like / Histidine ammonia-lyase
機能・相同性情報
生物種Rubinisphaera brasiliensis DSM 5305 (バクテリア) / Rubinisphaera brasiliensis (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.17 Å
データ登録者Duhoo Y / Buslov I / Desmons S
資金援助 スイス, 1件
OrganizationGrant number国
Swiss National Science Foundation スイス
引用ジャーナル: Angew Chem Int Ed Engl / 年: 2024
タイトル: Engineered Phenylalanine Ammonia-Lyases for the Enantioselective Synthesis of Aspartic Acid Derivatives.
著者: Ivan Buslov / Sarah Desmons / Yoan Duhoo / Xile Hu /
要旨: Biocatalytic hydroamination of alkenes is an efficient and selective method to synthesize natural and unnatural amino acids. Phenylalanine ammonia-lyases (PALs) have been previously engineered to ...Biocatalytic hydroamination of alkenes is an efficient and selective method to synthesize natural and unnatural amino acids. Phenylalanine ammonia-lyases (PALs) have been previously engineered to access a range of substituted phenylalanines and heteroarylalanines, but their substrate scope remains limited, typically including only arylacrylic acids. Moreover, the enantioselectivity in the hydroamination of electron-deficient substrates is often poor. Here, we report the structure-based engineering of PAL from Planctomyces brasiliensis (PbPAL), enabling preparative-scale enantioselective hydroaminations of previously inaccessible yet synthetically useful substrates, such as amide- and ester-containing fumaric acid derivatives. Through the elucidation of cryo-electron microscopy (cryo-EM) PbPAL structure and screening of the structure-based mutagenesis library, we identified the key active site residue L205 as pivotal for dramatically enhancing the enantioselectivity of hydroamination reactions involving electron-deficient substrates. Our engineered PALs demonstrated exclusive α-regioselectivity, high enantioselectivity, and broad substrate scope. The potential utility of the developed biocatalysts was further demonstrated by a preparative-scale hydroamination yielding tert-butyl protected l-aspartic acid, widely used as intermediate in peptide solid-phase synthesis.
履歴
登録2024年3月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年8月7日-
マップ公開2024年8月7日-
更新2024年10月9日-
現状2024年10月9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_19897.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_19897.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 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.)
0.81 Å/pix.
x 288 pix.
= 232.33 Å		0.81 Å/pix.
x 288 pix.
= 232.33 Å		0.81 Å/pix.
x 288 pix.
= 232.33 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: 0.8067 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: 0.2
最小 - 最大-0.97550786 - 1.4629864
平均 (標準偏差)0.0005135142 (±0.05422818)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 232.32959 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_19897_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_19897_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: #2

ファイルemd_19897_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 : Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-...

全体名称: Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid
要素
  • 複合体: Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid
    • タンパク質・ペプチド: Histidine ammonia-lyase
  • リガンド: [(1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid

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超分子 #1: Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-...

超分子名称: Phenylalanine ammonia-lyase protein in complex with (1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Rubinisphaera brasiliensis DSM 5305 (バクテリア)

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分子 #1: Histidine ammonia-lyase

分子名称: Histidine ammonia-lyase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: MDO: non standard Amino acid ALA-SER-GLY / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO / EC番号: histidine ammonia-lyase
由来(天然)生物種: Rubinisphaera brasiliensis (バクテリア)
分子量理論値: 62.710332 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MLASSPSGHT NPVLSGAPLS INVVADIGRQ RLIPSLTDDE QVLNRVHACR DVVQKAVRNN ERIYGITTGF GGMSDIPIPP QHVAQTQDN LLAFLSTSTG ASLDPRHVRA AMALRANVLL QGRSGVRLEL IERLVEFLRQ DAIPVVCDLG SIG(MDO)DLV PL ...文字列:
MLASSPSGHT NPVLSGAPLS INVVADIGRQ RLIPSLTDDE QVLNRVHACR DVVQKAVRNN ERIYGITTGF GGMSDIPIPP QHVAQTQDN LLAFLSTSTG ASLDPRHVRA AMALRANVLL QGRSGVRLEL IERLVEFLRQ DAIPVVCDLG SIG(MDO)DLV PL GVIARSIIGH PSTTQVKYQG EQADSHDVLQ QLNYSALQLE AKEGLALVNG TSFSSAIAAN CVFESQRLLS LSLVLQSI M VRALGGHPEA FHPFVDENKP HPGQGWSAQM MRDLLSYSPN DSKRNGDLAQ DRYSLRCLAQ YFAPIVEGIA QISQSISTE MNAVSDNPLI DVDTGRFHQS GNFLGQYVAM SMDQLRRHLG LLAKHLDVQI AQLVAPAFNN GLPASLRGNS SRPFNMGLKG LQITGNSIM PLLTYLGNPL TEHFPTHAEE FNQNINGLSW GSANLAWRSV QLFQHYLSVA SIFAVQAIDL RAGLEADHCD G RELLGETA TELYETVYDL LERNCGQESP FLFNDDEQSL EVDLQMLNGD LAGAGRMHEA VSSVTDSFLA EFCESGGGLE VL FQGPGGS SGSGHHHHHH HHH

UniProtKB: Histidine ammonia-lyase

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分子 #2: [(1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid

分子名称: [(1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 4 / 式: PPH
分子量理論値: 201.16 Da
Chemical component information

ChemComp-PPH:
[(1R)-1-amino-2-phenylethyl]phosphonic acid / [(R)-α-アミノフェネチル]ホスホン酸

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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 mg/mL
緩衝液pH: 8.8
構成要素:
濃度式名称
300.0 mMNaClsodium Chloride
50.0 mMTrisTris
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 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: 90 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 283 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 50.0 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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 165000
試料ステージホルダー冷却材: 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: 3171027
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: D2 (2回x2回 2面回転対称)
アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.17 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 95257
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 3次元分類クラス数: 1 / 平均メンバー数/クラス: 95257
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 ID:

6-f1


Chain - Chain ID: A / Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9eq5:
CryoEM Structure of Phenylalanine Ammonia Lyase from Planctomyces brasiliencis

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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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