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- EMDB-2697: Cryo Electron Microscopy of GMPCPP-microtubules structure -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-2697
タイトルCryo Electron Microscopy of GMPCPP-microtubules structure
マップデータ3D structure of GMPCPP-microtubules
試料
  • 試料: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule
  • タンパク質・ペプチド: tubulin alpha chain
  • タンパク質・ペプチド: tubulin beta chain
キーワードMicrotubule / tubuiln / GMPCPP / GTP-state structure / cryo-EM / microtubule stabilization / microtubule polymerization
機能・相同性
機能・相同性情報


motile cilium / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / neuron migration / mitotic cell cycle / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / hydrolase activity / GTPase activity / GTP binding ...motile cilium / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / neuron migration / mitotic cell cycle / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / hydrolase activity / GTPase activity / GTP binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Alpha tubulin / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain ...Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Alpha tubulin / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Tubulin alpha-1A chain / Tubulin beta chain
類似検索 - 構成要素
生物種Sus scrofa (ブタ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 8.9 Å
データ登録者Yajima H / Ogura T / Nitta R / Okada Y / Sato C / Hirokawa N
引用ジャーナル: J Cell Biol / : 2012
タイトル: Conformational changes in tubulin in GMPCPP and GDP-taxol microtubules observed by cryoelectron microscopy.
著者: Hiroaki Yajima / Toshihiko Ogura / Ryo Nitta / Yasushi Okada / Chikara Sato / Nobutaka Hirokawa /
要旨: Microtubules are dynamic polymers that stochastically switch between growing and shrinking phases. Microtubule dynamics are regulated by guanosine triphosphate (GTP) hydrolysis by β-tubulin, but the ...Microtubules are dynamic polymers that stochastically switch between growing and shrinking phases. Microtubule dynamics are regulated by guanosine triphosphate (GTP) hydrolysis by β-tubulin, but the mechanism of this regulation remains elusive because high-resolution microtubule structures have only been revealed for the guanosine diphosphate (GDP) state. In this paper, we solved the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structure of microtubule stabilized with a GTP analogue, guanylyl 5'-α,β-methylenediphosphonate (GMPCPP), at 8.8-Å resolution by developing a novel cryo-EM image reconstruction algorithm. In contrast to the crystal structures of GTP-bound tubulin relatives such as γ-tubulin and bacterial tubulins, significant changes were detected between GMPCPP and GDP-taxol microtubules at the contacts between tubulins both along the protofilament and between neighboring protofilaments, contributing to the stability of the microtubule. These findings are consistent with the structural plasticity or lattice model and suggest the structural basis not only for the regulatory mechanism of microtubule dynamics but also for the recognition of the nucleotide state of the microtubule by several microtubule-binding proteins, such as EB1 or kinesin.
履歴
登録2014年6月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2014年8月6日-
マップ公開2014年12月10日-
更新2014年12月10日-
現状2014年12月10日処理サイト: PDBe / 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: 156
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図(円筒半径に従い着色)
  • 表面レベル: 156
  • 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-3j7i
  • 表面レベル: 156
  • UCSF Chimera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

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_2697.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 631.8 KB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈3D structure of GMPCPP-microtubules
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
Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
2.5 Å/pix.
x 43 pix.
= 107.5 Å
2.5 Å/pix.
x 63 pix.
= 157.5 Å
2.5 Å/pix.
x 61 pix.
= 152.5 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

これらの図は立方格子座標系で作成されたものです

ボクセルのサイズX=Y=Z: 2.5 Å
密度
表面レベル登録者による: 156.0 / ムービー #1: 156
最小 - 最大-8.307334900000001 - 287.504180910000002
平均 (標準偏差)26.396753310000001 (±58.260581969999997)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin10510063
サイズ636143
Spacing636143
セルA: 152.5 Å / B: 157.5 Å / C: 107.5 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.52.52.5
M x/y/z616343
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z152.500157.500107.500
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-180-180-179
NX/NY/NZ360360360
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS10010563
NC/NR/NS616343
D min/max/mean-8.307287.50426.397

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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 : GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule

全体名称: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule
要素
  • 試料: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule
  • タンパク質・ペプチド: tubulin alpha chain
  • タンパク質・ペプチド: tubulin beta chain

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超分子 #1000: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule

超分子名称: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule / タイプ: sample / ID: 1000 / 集合状態: Alpha- and beta-tubulin heterodimer / Number unique components: 2
分子量実験値: 110 KDa / 理論値: 110 KDa

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分子 #1: tubulin alpha chain

分子名称: tubulin alpha chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: alpha tubulin
詳細: GTP binds on intra-tubulin dimer (between alpha- and beta-tubulin).
コピー数: 1 / 集合状態: hetero dimer / 組換発現: No
由来(天然)生物種: Sus scrofa (ブタ) / 別称: Domestic Pig / 組織: Brain
分子量実験値: 55 KDa / 理論値: 55 KDa
配列UniProtKB: Tubulin alpha-1A chain

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分子 #2: tubulin beta chain

分子名称: tubulin beta chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / Name.synonym: beta tubulin
詳細: almost every beta-tubulin is bound to GMPCPP (>90% occupancy). without taxol.
コピー数: 1 / 集合状態: hetero dimer / 組換発現: No
由来(天然)生物種: Sus scrofa (ブタ) / 別称: Domestic Pig / 組織: Brain
分子量実験値: 55 KDa / 理論値: 55 KDa
配列UniProtKB: Tubulin beta chain

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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0.25 mg/mL
緩衝液pH: 6.8
詳細: 100 mM Pipes, pH 6.8, adjusted by KOH, 1 mM EGTA, 1 mM MgCl2, 0.6 mM GMPCPP, 5% DMSO
グリッド詳細: 300 mesh copper grid with thin holey carbon support, glow discharged in amylamine atmosphere
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内温度: 88 K / 装置: LEICA KF80
手法: A 5-uL drop of the polymerized microtubules was placed onto a glow-discharged holey carbon film on a copper mesh grid. After 30 seconds, this solution was absorbed by filter paper and quickly ...手法: A 5-uL drop of the polymerized microtubules was placed onto a glow-discharged holey carbon film on a copper mesh grid. After 30 seconds, this solution was absorbed by filter paper and quickly replaced with an 8-uL drop of the same buffer without microtubules. Immediately after blotting this drop with filter papers from both grid sides for 5 seconds, the grid was plunge frozen in liquid ethane.

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電子顕微鏡法

顕微鏡JEOL 2010F
温度最低: 90 K / 最高: 95 K / 平均: 93 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 100,000 times magnification
日付2010年6月12日
撮影カテゴリ: FILM / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM / デジタル化 - スキャナー: OTHER / デジタル化 - サンプリング間隔: 10 µm / 実像数: 350 / 平均電子線量: 10.00 e/Å2 / ビット/ピクセル: 16
Tilt angle min0
Tilt angle max0
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系倍率(補正後): 40000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 3.3 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 2.8 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 1.3 µm / 倍率(公称値): 40000
試料ステージ試料ホルダー: Gatan 626 Single Tilt Liquid Nitrogen Cryo Transfer Holder
試料ホルダーモデル: GATAN LIQUID NITROGEN

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画像解析

詳細The particles were selected along individual microtubules using an automatic selection program.
CTF補正詳細: Each filament
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 8.9 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: MATLAB, ImageV / 使用した粒子像数: 320000
最終 2次元分類クラス数: 18

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

Chain - #0 - Chain ID: A / Chain - #1 - Chain ID: B
ソフトウェア名称: Chimera
詳細Initial local fitting was done before the domains were separately fitted by using Chimera.
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
当てはまり具合の基準: Cross-correlation, Average map value
得られたモデル

PDB-3j7i:
Structure of alpha- and beta- tubulin in GMPCPP-microtubules

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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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