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万見
- EMDB-26712: cryo-EM structure of ribonucleotide reductase from Synechococcus ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-26712
タイトルcryo-EM structure of ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 bound with TTP
マップデータSharpened map from the reconstruction with C2 symmetry
試料
  • 複合体: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP
    • タンパク質・ペプチド: Ribonucleotide reductase
  • リガンド: THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE
キーワードribonucleotide reductase / Synechoccus phage / TTP / OXIDOREDUCTASE
機能・相同性: / Ribonucleotide reductase large subunit, C-terminal / Ribonucleotide reductase, barrel domain / cobalamin binding / ribonucleoside-diphosphate reductase activity, thioredoxin disulfide as acceptor / Ribonucleotide reductase domain-containing protein
機能・相同性情報
生物種Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.46 Å
データ登録者Xu D / Burnim AA / Ando N
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-1942668 米国
National Science Foundation (NSF, United States)DMR-1719875 米国
引用ジャーナル: Elife / 年: 2022
タイトル: Comprehensive phylogenetic analysis of the ribonucleotide reductase family reveals an ancestral clade.
著者: Andrew A Burnim / Matthew A Spence / Da Xu / Colin J Jackson / Nozomi Ando /
要旨: Ribonucleotide reductases (RNRs) are used by all free-living organisms and many viruses to catalyze an essential step in the de novo biosynthesis of DNA precursors. RNRs are remarkably diverse by ...Ribonucleotide reductases (RNRs) are used by all free-living organisms and many viruses to catalyze an essential step in the de novo biosynthesis of DNA precursors. RNRs are remarkably diverse by primary sequence and cofactor requirement, while sharing a conserved fold and radical-based mechanism for nucleotide reduction. Here, we structurally aligned the diverse RNR family by the conserved catalytic barrel to reconstruct the first large-scale phylogeny consisting of 6779 sequences that unites all extant classes of the RNR family and performed evo-velocity analysis to independently validate our evolutionary model. With a robust phylogeny in-hand, we uncovered a novel, phylogenetically distinct clade that is placed as ancestral to the classes I and II RNRs, which we have termed clade Ø. We employed small-angle X-ray scattering (SAXS), cryogenic-electron microscopy (cryo-EM), and AlphaFold2 to investigate a member of this clade from phage S-CBP4 and report the most minimal RNR architecture to-date. Based on our analyses, we propose an evolutionary model of diversification in the RNR family and delineate how our phylogeny can be used as a roadmap for targeted future study.
履歴
登録2022年4月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年9月7日-
マップ公開2022年9月7日-
更新2024年11月13日-
現状2024年11月13日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_26712.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_26712.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map from the reconstruction with C2 symmetry
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 256 pix.
= 273.92 Å		1.07 Å/pix.
x 256 pix.
= 273.92 Å		1.07 Å/pix.
x 256 pix.
= 273.92 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: 2.3
最小 - 最大-15.769748999999999 - 20.068428000000001
平均 (標準偏差)-0.019359138 (±0.30192015)
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: 273.92 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Half map A from the reconstruction with C2 symmetry

ファイルemd_26712_half_map_1.map
注釈Half map A from the reconstruction with C2 symmetry
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 B from the reconstruction with C2 symmetry

ファイルemd_26712_half_map_2.map
注釈Half map B from the reconstruction with C2 symmetry
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 : Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP

全体名称: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP
要素
  • 複合体: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP
    • タンパク質・ペプチド: Ribonucleotide reductase
  • リガンド: THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE

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超分子 #1: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP

超分子名称: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)

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分子 #1: Ribonucleotide reductase

分子名称: Ribonucleotide reductase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)
分子量理論値: 51.421672 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MSKPPKELIA RTGRVQSWID DPTSRLPVSC TVFVVEDTME GENGIEASWR FVSHALRYGA GVAVHLSKLR PKGAENGKGL VASGPVSFA KIYSTLNEIL RRGGVYKNGA VVCHLDLSHP DVLEFITASR SELPWVKRCV NINDHWWKEA TPTVKNALLE G IKRGDIWL ...文字列:
MSKPPKELIA RTGRVQSWID DPTSRLPVSC TVFVVEDTME GENGIEASWR FVSHALRYGA GVAVHLSKLR PKGAENGKGL VASGPVSFA KIYSTLNEIL RRGGVYKNGA VVCHLDLSHP DVLEFITASR SELPWVKRCV NINDHWWKEA TPTVKNALLE G IKRGDIWL NKTKVDRNGN RIRGNVCLEV YLPSRGTCLL QHVNLGGCEL DEIRGAFAQG MSELCELHGK TNVGESGEYL PS ETDRQVG LGMLGLANLL RTQGVTYNDF GRALEALNSG RPYPSTPGYV IAQELKAGIQ AAAEIAKANK MERAFAIAPT ASC SYRYTD LDGYTTCPEI APPIARQVDR DSGTFGVQSF DYGPVEIASE VGWESYKRVV DGIIRLLDST GLLHGYSFNS WSDV VTYDE QFIEDWLASP QTSLYYSLQV MGDVQDKSDA YAALDDGDVT AYLESLLNDP VGASPPLAPD CNCGE

UniProtKB: Ribonucleotide reductase domain-containing protein

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分子 #2: THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: TTP
分子量理論値: 482.168 Da
Chemical component information

ChemComp-TTP:
THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / dTTP

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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0.2 mg/mL
緩衝液pH: 7.6
構成要素:
濃度式名称
50.0 mMC8H18N2O4SHEPES
150.0 mMNaClsodium chloride
1.0 % (w/v)C3H8O3glycerol
7.55 mMMgCl2magnesium chloride

詳細: 50 mM HEPES, 150 mM NaCl, 1% v/v glycerol, 7.55 mM MgCl2
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: 45 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 0.039 kPa
詳細: glow discharged on a PELCO easiGlow system for 45 s with 15 mA current
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: blot for 4 seconds before plunging.
詳細4 uM ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 with 200 uM TTP, 200 uM GDP

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS TALOS
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
ソフトウェア名称: SerialEM (ver. 3.8)
詳細Data was collected on a Thermo Fisher Talos Arcica Cryo-TEM with a Gatan K3 camera and BioQuantum energy filter.
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 856 / 平均露光時間: 2.164 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 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）: 0.6 µm / 倍率（公称値）: 79000
試料ステージ試料ホルダーモデル: OTHER / ホルダー冷却材: NITROGEN

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画像解析

粒子像選択選択した数: 581884
詳細: 46 high quality micrographs were then selected, from which the blob picker routine was used to pick particles. The resulting 99k particles were extracted and subjected to 2D classification, ...詳細: 46 high quality micrographs were then selected, from which the blob picker routine was used to pick particles. The resulting 99k particles were extracted and subjected to 2D classification, and the top four unique 2D classes were selected and used as templates for template picking on the entire dataset. Due to the large variance in ice conditions in many of our micrographs, masks were manually defined for every micrograph, and particle picks outside the ideal ice region were excluded.
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: obtained from ab initial reconstruction in cryoSPARC
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.46 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1) / 使用した粒子像数: 107885
初期 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
ソフトウェア - 詳細: from cryoSPARC ab initio reconstruction
詳細: from ab into result
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
ソフトウェア - 詳細: from cryoSPARC non-uniform refinement
詳細: using cryoSPARC non-uniform refinement
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

ソフトウェア名称: PHENIX (ver. 1.20.1)
詳細: PHENIX was used to dock the alpha fold model into the EM map.
詳細The sequence for the ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 was retrieved from UniProt with accession number M1PRZ0. The sequence was used as input for AlphaFold2 prediction with the five default model parameters and a template date cutoff of 2020-05-14. As the five models were largely identical in the core region and differing only in the location of the C-terminal tail, the structure predicted with the first model parameter was used in the subsequent process. The predicted structure was first processed and docked into the unsharpened map in phenix. The 25 N-terminal residues and 45 C-terminal residues were then manually removed due to lack of cryo-EM density, and residues 26-426 were retained in the model. We observed unmodeled density at the specificity site, and based on solution composition, we modeled a TTP molecule. The TTP molecule with magnesium ion from the crystal structure of Bacillus subtilis RNR (pdb: 6mt9) was extracted and rigid body fit into the unmodeled density in Coot. The combined model was refined with the unsharpened and sharpened maps using phenix.real_space_refine, with a constraint applied on the magnesium ion coordinated by the triphosphate in TTP according to the original configuration. Residue and loop conformations in the resulting structure were manually adjusted in Coot to maximize fit to map and input for an additional round of real-space refinement in phenix with an additional restraint for the disulfide bond between C30 and C196. Due to poor density of the magnesium ion, it was removed when deposited into PDB.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 74.37
得られたモデル

PDB-7urg:
cryo-EM structure of ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 bound with TTP

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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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