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- EMDB-27400: Cryo-electron microscopy structure of Neisseria gonorrhoeae multi... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-27400
タイトルCryo-electron microscopy structure of Neisseria gonorrhoeae multidrug efflux pump MtrD with colistin complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex
    • タンパク質・ペプチド: Efflux pump membrane transporter
  • タンパク質・ペプチド: Colistin
  • リガンド: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE
機能・相同性
機能・相同性情報


efflux transmembrane transporter activity / xenobiotic transmembrane transporter activity / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Sterol-sensing domain (SSD) profile. / Sterol-sensing domain / Hydrophobe/amphiphile efflux-1 HAE1 / Acriflavin resistance protein / Multidrug efflux transporter AcrB TolC docking domain, DN/DC subdomains / AcrB/AcrD/AcrF family
類似検索 - ドメイン・相同性
Efflux pump membrane transporter
類似検索 - 構成要素
生物種Neisseria gonorrhoeae (淋菌) / synthethic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.08 Å
データ登録者Lyu M / Yu EW
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R01 AI145069 米国
引用ジャーナル: Microbiol Spectr / 年: 2022
タイトル: Structural Basis of Peptide-Based Antimicrobial Inhibition of a Resistance-Nodulation-Cell Division Multidrug Efflux Pump.
著者: Meinan Lyu / Julio C Ayala / Isabella Chirakos / Chih-Chia Su / William M Shafer / Edward W Yu /
要旨: Bacterial efflux pumps in the resistance-nodulation-cell division (RND) family of Gram-negative bacteria contribute significantly to the development of antimicrobial resistance by many pathogens. In ...Bacterial efflux pumps in the resistance-nodulation-cell division (RND) family of Gram-negative bacteria contribute significantly to the development of antimicrobial resistance by many pathogens. In this study, we selected the MtrD transporter protein of Neisseria gonorrhoeae as it is the sole RND pump possessed by this strictly human pathogen and can export multiple antimicrobials, including antibiotics, bile salts, detergents, dyes, and antimicrobial peptides. Using knowledge from our previously published structures of MtrD in the presence or absence of bound antibiotics as a model and the known ability of MtrCDE to export cationic antimicrobial peptides, we hypothesized that cationic peptides could be accommodated within MtrD binding sites. Furthermore, we thought that MtrD-bound peptides lacking antibacterial action could sensitize bacteria to an antibiotic normally exported by the MtrCDE efflux pump or other similar RND-type pumps possessed by different Gram-negative bacteria. We now report the identification of a novel nonantimicrobial cyclic cationic antimicrobial peptide, which we termed CASP (ationic ntibiotic-ensitizing eptide). By single-particle cryo-electron microscopy, we found that CASP binds within the periplasmic cleft region of MtrD using overlapping and distinct amino acid contact sites that interact with another cyclic peptide (colistin) or a linear human cationic antimicrobial peptide derived from human LL-37. While CASP could not sensitize Neisseria gonorrhoeae to an antibiotic (novobiocin) that is a substrate for RND pumps, it could do so against multiple Gram-negative, rod-shaped bacteria. We propose that CASP (or future derivatives) could serve as an adjuvant for the antibiotic treatment of certain Gram-negative infections previously thwarted by RND transporters. RND efflux pumps can export numerous antimicrobials that enter Gram-negative bacteria, and their action can reduce the efficacy of antibiotics and provide decreased susceptibility to various host antimicrobials. Here, we identified a ationic ntibiotic-ensitizing eptide (CASP) that binds within the periplasmic cleft of an RND transporter protein (MtrD) produced by Neisseria gonorrhoeae. Surprisingly, CASP was able to render rod-shaped Gram-negative bacteria, but not gonococci, susceptible to an antibiotic that is a substrate for the gonococcal MtrCDE efflux pump. CASP (or its future derivatives) could be used as an adjuvant to treat infections for which RND efflux contributes to multidrug resistance.
履歴
登録2022年6月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年9月14日-
マップ公開2022年9月14日-
更新2022年11月9日-
現状2022年11月9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_27400.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_27400.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 163.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.122 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.176
最小 - 最大-0.9061258 - 2.0424166
平均 (標準偏差)-0.0001985191 (±0.04427655)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ350350350
Spacing350350350
セルA=B=C: 392.69998 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_27400_msk_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: #2

ファイルemd_27400_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_27400_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 : Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex

全体名称: Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex
要素
  • 複合体: Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex
    • タンパク質・ペプチド: Efflux pump membrane transporter
  • タンパク質・ペプチド: Colistin
  • リガンド: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE

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超分子 #1: Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex

超分子名称: Multidrug efflux pump MtrD with colistin complex / タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Neisseria gonorrhoeae (淋菌)
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)

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分子 #1: Efflux pump membrane transporter

分子名称: Efflux pump membrane transporter / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Neisseria gonorrhoeae (淋菌)
分子量理論値: 111.643969 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MAKFFIDRPI FAWVISIFII AAGIFGIKSL PVSQYPSVAA PTITLHAIYP GASAQVMEGS VLSVIERNMN GVEGLDYMST SADSSGSGS VSLTFTPDTD ENLAQVEVQN KLSEVLSTLP ATVQQYGVTV SKARSNFLMI VMLSSDVQST EEMNDYAQRN V VPELQRIE ...文字列:
MAKFFIDRPI FAWVISIFII AAGIFGIKSL PVSQYPSVAA PTITLHAIYP GASAQVMEGS VLSVIERNMN GVEGLDYMST SADSSGSGS VSLTFTPDTD ENLAQVEVQN KLSEVLSTLP ATVQQYGVTV SKARSNFLMI VMLSSDVQST EEMNDYAQRN V VPELQRIE GVGQVRLFGA QRAMRIWVDP KKLQNYNLSF ADVGSALSAQ NIQISAGSIG SLPAVRGQTV TATVTAQGQL GT AEEFGNV ILRANTDGSN IYLKDVAKVG LGMEDYSSST RLNGVNTTGM AVMLSNSGNA MATAKAVKER LAVLEKYFPQ GMS WKTPYD TSKFVEISIE KVIHTLIEAM VLVFVVMYLF LQNIRYTLIP TIVVPISLLG GFAFISYMGM SINVLTMFAM ILVI GIVVD DAIVVVENVE RIMAGEGLPP KEATKKAMGQ ISGAVIGITA VLISVFVPLA MFSGAAGNIY KQFALTMASS IAFSA FLAL TLTPALCATM LKTIPKGHHE EKKGFFGWFN KKFDSWTHGY EGRVAKVLRK TFRMMVVYIG LAVVGVFLFM RLPTSF LPT EDQGFVMVSV QLPAGATKER TDATLAQVTQ LAKSIPEIEN IITVSGFSFS GSGQNMAMGF AILKDWNERT ASGSDAV AV AGKLTGMMMG TLKDGFGIAV VPPPILELGN GSGLSINLQD RNNTGHTALL AKRNELIQKM RASGLFDPST VRAGGLED S PQLKIDINRA AAAAQGVSFA DIRTALASAL SSSYVSDFPN QGRLQRVMVQ ADGDARMQPA DILNLTVPNS SGIAVPLSS IATVSWQMGT EQSVRFNGYP AMELSGSPAT GVSTGQAMEA VQKMVDELGS GYSLEWGGQS REEAKGGSQT IALYALAAVA VFLVLAALY ESWSIPLAVL LVMPLGLAGA AAGVTGRNLF EGLLGSVPSF ANDIYFQVGF VTVMGLSAKN AILIIEFAKD L QAQGKSAV EAALEAARLR FRPIIMTSFA FILGVVPLYI AGGASSASQR AIGTTVFWGM LIGTLLSVFL VPLFYVVVRK FF KETAHE

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分子 #2: Colistin

分子名称: Colistin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 詳細: polymyxin E / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthethic construct (人工物)
分子量理論値: 1.173447 KDa
配列文字列:
(RE6)(DAB)T(DAB)(DAB)(DAB)(DLE)L(DAB)(DAB) T

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分子 #3: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE

分子名称: PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 23 / 式: PTY
分子量理論値: 734.039 Da
Chemical component information

ChemComp-PTY:
PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / リン脂質*YM

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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0.7 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5647 / 平均露光時間: 2.8 sec. / 平均電子線量: 40.0 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: 100.0 µm / 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.75 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.08 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 301061
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: OTHER
FSC曲線 (解像度の算出)

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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://pdbjlvh1.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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