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基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-2697 | |||||||||
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タイトル | Cryo Electron Microscopy of GMPCPP-microtubules structure | |||||||||
![]() | 3D structure of GMPCPP-microtubules | |||||||||
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![]() | Microtubule / tubuiln / GMPCPP / GTP-state structure / cryo-EM / microtubule stabilization / microtubule polymerization | |||||||||
機能・相同性 | ![]() 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 | |||||||||
生物種 | ![]() ![]() | |||||||||
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 | |||||||||
![]() | Yajima H / Ogura T / Nitta R / Okada Y / Sato C / Hirokawa N | |||||||||
![]() | ![]() 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 |
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ムービー |
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構造ビューア | EMマップ: ![]() ![]() ![]() |
添付画像 |
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ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | ![]() | 125.8 KB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 12.5 KB 12.5 KB | 表示 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 817.9 KB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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「今月の分子」の関連する項目 |
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マップ
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注釈 | 3D structure of GMPCPP-microtubules | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
投影像・断面図 | 画像のコントロール
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 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
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試料の構成要素
-全体 : GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule
全体 | 名称: GMPCPP-bound (GTP-state) microtubule |
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要素 |
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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 |
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分子量 | 実験値: 110 KDa / 理論値: 110 KDa |
-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 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() |
分子量 | 実験値: 55 KDa / 理論値: 55 KDa |
配列 | UniProtKB: Tubulin alpha-1A chain |
-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 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() ![]() |
分子量 | 実験値: 55 KDa / 理論値: 55 KDa |
配列 | UniProtKB: Tubulin beta chain |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 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 |
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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 |
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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 min | 0 |
Tilt angle max | 0 |
電子線 | 加速電圧: 200 kV / 電子線源: ![]() |
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. |
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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 |
-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 |
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ソフトウェア | 名称: ![]() |
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: |