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- EMDB-19981: Cryo-EM structure of the full-length Pseudomonas aeruginosa bacte... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-19981
タイトルCryo-EM structure of the full-length Pseudomonas aeruginosa bacteriophytochrome in its Pr state
マップデータComposite map generated with phenix combine maps.
試料
  • 複合体: Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing its cofactor biliverdin
    • タンパク質・ペプチド: Bacteriophytochrome
  • リガンド: 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidanylidene-pyrrol-2-ylidene)methyl]-4-methyl-pyrrol-1-ium -2-ylidene]methyl]-5-[(Z)-[(3E)-3-ethylidene-4-methyl-5-oxidanylidene-pyrrolidin-2-ylidene]methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-3- yl]propanoic acid
キーワードPhotosensor / Photoreceptor / Phytochrome / Bacterial protein / CYTOSOLIC PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


osmosensory signaling via phosphorelay pathway / detection of visible light / phosphorelay response regulator activity / protein kinase activator activity / histidine kinase / phosphorelay sensor kinase activity / photoreceptor activity / regulation of DNA-templated transcription / ATP binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
: / Phytochrome / Phytochrome, PHY domain superfamily / PAS fold-2 / PAS fold / Phytochrome, central region / Phytochrome region / Phytochrome chromophore attachment domain / Phytochrome chromophore attachment site domain profile. / His Kinase A (phospho-acceptor) domain ...: / Phytochrome / Phytochrome, PHY domain superfamily / PAS fold-2 / PAS fold / Phytochrome, central region / Phytochrome region / Phytochrome chromophore attachment domain / Phytochrome chromophore attachment site domain profile. / His Kinase A (phospho-acceptor) domain / His Kinase A (phosphoacceptor) domain / Signal transduction histidine kinase, dimerisation/phosphoacceptor domain / Signal transduction histidine kinase, dimerisation/phosphoacceptor domain superfamily / Histidine kinase domain / Histidine kinase domain profile. / GAF domain / Domain present in phytochromes and cGMP-specific phosphodiesterases. / GAF domain / GAF-like domain superfamily / Histidine kinase-, DNA gyrase B-, and HSP90-like ATPase / Histidine kinase-like ATPases / PAS domain superfamily / Histidine kinase/HSP90-like ATPase / Histidine kinase/HSP90-like ATPase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Bacteriophytochrome
類似検索 - 構成要素
生物種Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.95 Å
データ登録者Bodizs S / Westenhoff S
資金援助 スウェーデン, 1件
OrganizationGrant number国
Swedish Research Council スウェーデン
引用ジャーナル: Structure / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM structures of a bathy phytochrome histidine kinase reveal a unique light-dependent activation mechanism.
著者: Szabolcs Bódizs / Petra Mészáros / Lukas Grunewald / Heikki Takala / Sebastian Westenhoff /
要旨: Phytochromes are photoreceptor proteins in plants, fungi, and bacteria. They can adopt two photochromic states with differential biochemical responses. The structural changes transducing the signal ...Phytochromes are photoreceptor proteins in plants, fungi, and bacteria. They can adopt two photochromic states with differential biochemical responses. The structural changes transducing the signal from the chromophore to the biochemical output modules are poorly understood due to challenges in capturing structures of the dynamic, full-length protein. Here, we present cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of the phytochrome from Pseudomonas aeruginosa (PaBphP) in its resting (Pfr) and photoactivated (Pr) state. The kinase-active Pr state has an asymmetric, dimeric structure, whereas the kinase-inactive Pfr state opens up. This behavior is different from other known phytochromes and we explain it with the unusually short connection between the photosensory and output modules. Multiple sequence alignment of this region suggests evolutionary optimization for different modes of signal transduction in sensor proteins. The results establish a new mechanism for light-sensing by phytochrome histidine kinases and provide input for the design of optogenetic phytochrome variants.
履歴
登録2024年3月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年9月4日-
マップ公開2024年9月4日-
更新2024年9月11日-
現状2024年9月11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_19981.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_19981.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Composite map generated with phenix combine maps.
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.)
0.83 Å/pix.
x 400 pix.
= 331.2 Å		0.83 Å/pix.
x 400 pix.
= 331.2 Å		0.83 Å/pix.
x 400 pix.
= 331.2 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: 0.828 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: 10.0
最小 - 最大-56.351813999999997 - 83.353874000000005
平均 (標準偏差)0.015432564 (±1.0491204)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 331.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing...

全体名称: Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing its cofactor biliverdin
要素
  • 複合体: Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing its cofactor biliverdin
    • タンパク質・ペプチド: Bacteriophytochrome
  • リガンド: 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidanylidene-pyrrol-2-ylidene)methyl]-4-methyl-pyrrol-1-ium -2-ylidene]methyl]-5-[(Z)-[(3E)-3-ethylidene-4-methyl-5-oxidanylidene-pyrrolidin-2-ylidene]methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-3- yl]propanoic acid

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超分子 #1: Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing...

超分子名称: Homodimeric complex of the protein bacteriophytochrome containing its cofactor biliverdin
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌) / 細胞中の位置: cytoplasm
分子量理論値: 160 KDa

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分子 #1: Bacteriophytochrome

分子名称: Bacteriophytochrome / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: histidine kinase
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
分子量理論値: 82.094867 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTSITPVTLA NCEDEPIHVP GAIQPHGALV TLRADGMVLA ASENIQALLG FVASPGSYLT QEQVGPEVLR MLEEGLTGNG PWSNSVETR IGEHLFDVIG HSYKEVFYLE FEIRTADTLS ITSFTLNAQR IIAQVQLHND TASLLSNVTD ELRRMTGYDR V MAYRFRHD ...文字列:
MTSITPVTLA NCEDEPIHVP GAIQPHGALV TLRADGMVLA ASENIQALLG FVASPGSYLT QEQVGPEVLR MLEEGLTGNG PWSNSVETR IGEHLFDVIG HSYKEVFYLE FEIRTADTLS ITSFTLNAQR IIAQVQLHND TASLLSNVTD ELRRMTGYDR V MAYRFRHD DSGEVVAESR REDLESYLGQ RYPASDIPAQ ARRLYIQNPI RLIADVAYTP MRVFPALNPE TNESFDLSYS VL RSVSPIH CEYLTNMGVR ASMSISIVVG GKLWGLFSCH HMSPKLIPYP VRMSFQIFSQ VCSAIVERLE QGRIAELLRV STE RRLALA RRARDADDLF GALAHPDDGI AALIPCDGAL VMLGGRTLSI RGDFERQAGN VLQRLQRDPE RDIYHTDNWP QPSE DSPDG GDCCGVLAIR FHRQESGWIF WFRHEEVHRI RWGGKPEKLL TIGPSGPRLT PRGSFEAWEE VVRGHSTPWS ETDLA IAEK LRLDLMELCL NHAAEVDRMR QRLIAVLGHD LRNPLQSISM AAALLSSSDT RTTELRQHIS ASSSRMERLV SQILDM SRL QSGIGLTVNP VDTDVSQLVR QIVCETDVAY PGLVIEIAID PQVRAVVDPD RYAQVAANLL SNARHHGLPG RPVLVTL TR QGDEVCLSVL NETSGLSEAQ LANLFEPFKR ESADNQRNRN GLGIGLYISQ AIAQAHQGRI DVDCRDDVIT FCLRLPVR Q AETGSSSLEH HHHHH

UniProtKB: Bacteriophytochrome

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分子 #2: 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidan...

分子名称: 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidanylidene-pyrrol-2-ylidene)methyl]-4-methyl-pyrrol-1-ium -2-ylidene]methyl]-5-[(Z)-[(3E)-3-ethylidene-4-methyl-5-oxidanylidene- ...名称: 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidanylidene-pyrrol-2-ylidene)methyl]-4-methyl-pyrrol-1-ium -2-ylidene]methyl]-5-[(Z)-[(3E)-3-ethylidene-4-methyl-5-oxidanylidene-pyrrolidin-2-ylidene]methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-3- yl]propanoic acid
タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: LBV
分子量理論値: 585.67 Da

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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: 7.8
構成要素:
濃度式名称
80.0 mMC4H11NO3Tris
10.0 mMMgCl2Magnesium chloride
150.0 mMCH3CO2KPotassium acetate

詳細: 80 mM Tris, 10 mM MgCl2, 150 mM CH3CO2K, pH 7.8
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 50 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 0.04 kPa / 詳細: Current: 20 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 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Blotting for 5 s from both sides.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 30336 / 平均露光時間: 1.7 sec. / 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C2レンズ絞り径: 2.0 µm / 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 105000
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

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: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.95 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. v4.2.1)
詳細: Final map is a composite, input map 1 has a reported resolution of 2.95 A, map 2 has a reported resolution of 4.31 A
使用した粒子像数: 889461
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. v4.2.1)
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
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Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
得られたモデル

PDB-9eut:
Cryo-EM structure of the full-length Pseudomonas aeruginosa bacteriophytochrome in its Pr state

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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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