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- EMDB-25835: CryoEM Structure of sFab COP-3 Complex with human claudin-4 and C... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25835
タイトルCryoEM Structure of sFab COP-3 Complex with human claudin-4 and Clostridium perfringens enterotoxin C-terminal domain
マップデータ
試料
  • 複合体: Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex
    • タンパク質・ペプチド: Claudin-4
    • タンパク質・ペプチド: Heat-labile enterotoxin B chain
    • タンパク質・ペプチド: COP-3 Fab Heavy chain
    • タンパク質・ペプチド: COP-3 Fab Light chain
キーワードClaudin / cell adhesion / enterotoxin / Fab / antibody fragment / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


paracellular transport / positive regulation of metallopeptidase activity / calcium-independent cell-cell adhesion via plasma membrane cell-adhesion molecules / Tight junction interactions / bicellular tight junction assembly / apicolateral plasma membrane / regulation of cell morphogenesis / tight junction / positive regulation of wound healing / chloride channel activity ...paracellular transport / positive regulation of metallopeptidase activity / calcium-independent cell-cell adhesion via plasma membrane cell-adhesion molecules / Tight junction interactions / bicellular tight junction assembly / apicolateral plasma membrane / regulation of cell morphogenesis / tight junction / positive regulation of wound healing / chloride channel activity / renal absorption / chloride channel complex / lateral plasma membrane / bicellular tight junction / establishment of skin barrier / basal plasma membrane / response to progesterone / female pregnancy / circadian rhythm / transmembrane signaling receptor activity / cell-cell junction / toxin activity / cell adhesion / positive regulation of cell migration / apical plasma membrane / structural molecule activity / extracellular region / identical protein binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Claudin-4 / Claudin / Claudin, conserved site / Claudin family signature. / Clostridium enterotoxin / Clostridium enterotoxin / PMP-22/EMP/MP20/Claudin family / PMP-22/EMP/MP20/Claudin superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Claudin-4 / Heat-labile enterotoxin B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Clostridium perfringens (ウェルシュ菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 5.0 Å
データ登録者Vecchio AJ / Orlando BJ
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM138368 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM117372 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2022
タイトル: Development, structure, and mechanism of synthetic antibodies that target claudin and Clostridium perfringens enterotoxin complexes.
著者: Benjamin J Orlando / Pawel K Dominik / Sourav Roy / Chinemerem P Ogbu / Satchal K Erramilli / Anthony A Kossiakoff / Alex J Vecchio /
要旨: Strains of Clostridium perfringens produce a two-domain enterotoxin (CpE) that afflicts humans and domesticated animals, causing prevalent gastrointestinal illnesses. CpE's C-terminal domain (cCpE) ...Strains of Clostridium perfringens produce a two-domain enterotoxin (CpE) that afflicts humans and domesticated animals, causing prevalent gastrointestinal illnesses. CpE's C-terminal domain (cCpE) binds cell surface receptors, followed by a restructuring of its N-terminal domain to form a membrane-penetrating β-barrel pore, which is toxic to epithelial cells of the gut. The claudin family of membrane proteins are known receptors for CpE and also control the architecture and function of cell-cell contacts (tight junctions) that create barriers to intercellular molecular transport. CpE binding and assembly disables claudin barrier function and induces cytotoxicity via β-pore formation, disrupting gut homeostasis; however, a structural basis of this process and strategies to inhibit the claudin-CpE interactions that trigger it are both lacking. Here, we used a synthetic antigen-binding fragment (sFab) library to discover two sFabs that bind claudin-4 and cCpE complexes. We established these sFabs' mode of molecular recognition and binding properties and determined structures of each sFab bound to claudin-4-cCpE complexes using cryo-EM. The structures reveal that the sFabs bind a shared epitope, but conform distinctly, which explains their unique binding equilibria. Mutagenesis of antigen/sFab interfaces observed therein result in binding changes, validating the structures, and uncovering the sFab's targeting mechanism. From these insights, we generated a model for CpE's claudin-bound β-pore that predicted sFabs would not prevent cytotoxicity, which we then verified in vivo. Taken together, this work demonstrates the development and mechanism of claudin/cCpE-binding sFabs that provide a framework and strategy for obstructing claudin/CpE assembly to treat CpE-linked gastrointestinal diseases.
履歴
登録2022年1月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年2月9日-
マップ公開2022年2月9日-
更新2024年10月16日-
現状2024年10月16日処理サイト: RCSB / 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: 0.2
  • 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: 0.2
  • 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-7tdn
  • 表面レベル: 0.2
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-7tdn
  • Jmol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_25835.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_25835.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
0.87 Å/pix.
x 320 pix.
= 278.72 Å		0.87 Å/pix.
x 320 pix.
= 278.72 Å		0.87 Å/pix.
x 320 pix.
= 278.72 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: 0.871 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 / ムービー #1: 0.2
最小 - 最大-0.742016 - 1.221011
平均 (標準偏差)0.0006277186 (±0.04350493)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-160-160-160
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 278.72 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8710.8710.871
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z278.720278.720278.720
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-160-160-160
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.7421.2210.001

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_25835_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_25835_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 : Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex

全体名称: Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex
要素
  • 複合体: Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex
    • タンパク質・ペプチド: Claudin-4
    • タンパク質・ペプチド: Heat-labile enterotoxin B chain
    • タンパク質・ペプチド: COP-3 Fab Heavy chain
    • タンパク質・ペプチド: COP-3 Fab Light chain

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超分子 #1: Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex

超分子名称: Human claudin-4/cCpE/COP-3 Complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: COP-3 sFab fragment bound to Claudin-4/cCpE complex
分子量理論値: 85 kDa/nm

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分子 #1: Claudin-4

分子名称: Claudin-4 / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 22.090201 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列: MASMGLQVMG IALAVLGWLA VMLCCALPMW RVTAFIGSNI VTSQTIWEGL WMNCVVQSTG QMQCKVYDSL LALPQDLQAA RALVIISII VAALGVLLSV VGGKCTNCLE DESAKAKTMI VAGVVFLLAG LMVIVPVSWT AHNIIQDFYN PLVASGQKRE M GASLYVGW ...文字列:
MASMGLQVMG IALAVLGWLA VMLCCALPMW RVTAFIGSNI VTSQTIWEGL WMNCVVQSTG QMQCKVYDSL LALPQDLQAA RALVIISII VAALGVLLSV VGGKCTNCLE DESAKAKTMI VAGVVFLLAG LMVIVPVSWT AHNIIQDFYN PLVASGQKRE M GASLYVGW AASGLLLLGG GLLCCNCPPR TDKPYSAKYS AARSAAASNY V

UniProtKB: Claudin-4

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分子 #2: Heat-labile enterotoxin B chain

分子名称: Heat-labile enterotoxin B chain / 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: Clostridium perfringens (ウェルシュ菌)
分子量理論値: 15.114945 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列:
MSTDIEKEIL DLAAATERLN LTDALNSNPA GNLYDWRSSN SYPWTQKLNL HLTITATGQK YRILASKIVD FNIYSNNFNN LVKLEQSLG DGVKDHYVDI SLDAGQYVLV MKANSSYSGN YPYSILFQKF GLVPR

UniProtKB: Heat-labile enterotoxin B chain

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分子 #3: COP-3 Fab Heavy chain

分子名称: COP-3 Fab Heavy chain / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 25.286066 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFYSSSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSYSGY TYYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYGYFDYN FSVGYALDYW GQGTLVTVSS ASTKGPSVFP LAPSSKSTSG GTAALGCLVK D YFPEPVTV ...文字列:
EISEVQLVES GGGLVQPGGS LRLSCAASGF NFYSSSIHWV RQAPGKGLEW VAYISSYSGY TYYADSVKGR FTISADTSKN TAYLQMNSL RAEDTAVYYC ARGYGYFDYN FSVGYALDYW GQGTLVTVSS ASTKGPSVFP LAPSSKSTSG GTAALGCLVK D YFPEPVTV SWNSGALTSG VHTFPAVLQS SGLYSLSSVV TVPSSSLGTQ TYICNVNHKP SNTKVDKKVE PKSCDKTHT

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分子 #4: COP-3 Fab Light chain

分子名称: COP-3 Fab Light chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 23.729328 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSHPWYYPI TFGQGTKVEI KRTVAAPSVF IFPPSDSQLK SGTASVVCLL NNFYPREAKV QWKVDNALQS G NSQESVTE ...文字列:
SDIQMTQSPS SLSASVGDRV TITCRASQSV SSAVAWYQQK PGKAPKLLIY SASSLYSGVP SRFSGSRSGT DFTLTISSLQ PEDFATYYC QQSHPWYYPI TFGQGTKVEI KRTVAAPSVF IFPPSDSQLK SGTASVVCLL NNFYPREAKV QWKVDNALQS G NSQESVTE QDSKDSTYSL SSTLTLSKAD YEKHKVYACE VTHQGLSSPV TKSFNRGEC

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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6.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / メッシュ: 200 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 45 sec. / 前処理 - 気圧: 0.001 kPa
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FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3758631 / 平均電子線量: 39.6 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 120000
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 305927
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7tdm

最終 再構成使用したクラス数: 1 / 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: 5.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 305927
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER
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

7tdm

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

7tdm

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

7tdm

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

7tdm

chain_id: L, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 413.26
得られたモデル

PDB-7tdn:
CryoEM Structure of sFab COP-3 Complex with human claudin-4 and Clostridium perfringens enterotoxin C-terminal domain

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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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