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- EMDB-27573: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open stat... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-27573
タイトルAcidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
マップデータAcidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
試料
  • 複合体: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
    • タンパク質・ペプチド: 29 kDa antigen cfp29
機能・相同性Type 1 encapsulin shell protein / Encapsulating protein for peroxidase / encapsulin nanocompartment / 29 kDa antigen cfp29
機能・相同性情報
生物種Acidipropionibacterium acidipropionici ATCC 4875 (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.32 Å
データ登録者Jones JA / Andreas MP / Giessen TW
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM133325 米国
引用ジャーナル: Biomacromolecules / 年: 2023
タイトル: Exploring the Extreme Acid Tolerance of a Dynamic Protein Nanocage.
著者: Jesse A Jones / Michael P Andreas / Tobias W Giessen /
要旨: Encapsulins are microbial protein nanocages capable of efficient self-assembly and cargo enzyme encapsulation. Due to their favorable properties, including high thermostability, protease resistance, ...Encapsulins are microbial protein nanocages capable of efficient self-assembly and cargo enzyme encapsulation. Due to their favorable properties, including high thermostability, protease resistance, and robust heterologous expression, encapsulins have become popular bioengineering tools for applications in medicine, catalysis, and nanotechnology. Resistance against physicochemical extremes like high temperature and low pH is a highly desirable feature for many biotechnological applications. However, no systematic search for acid-stable encapsulins has been carried out, while the influence of pH on encapsulin shells has so far not been thoroughly explored. Here, we report on a newly identified encapsulin nanocage from the acid-tolerant bacterium . Using transmission electron microscopy, dynamic light scattering, and proteolytic assays, we demonstrate its extreme acid tolerance and resilience against proteases. We structurally characterize the novel nanocage using cryo-electron microscopy, revealing a dynamic five-fold pore that displays distinct "closed" and "open" states at neutral pH but only a singular "closed" state under strongly acidic conditions. Further, the "open" state exhibits the largest pore in an encapsulin shell reported to date. Non-native protein encapsulation capabilities are demonstrated, and the influence of external pH on internalized cargo is explored. Our results expand the biotechnological application range of encapsulin nanocages toward potential uses under strongly acidic conditions and highlight pH-responsive encapsulin pore dynamics.
履歴
登録2022年7月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年3月22日-
マップ公開2023年3月22日-
更新2023年3月22日-
現状2023年3月22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_27573.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_27573.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.91 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.16
最小 - 最大-0.28650287 - 0.57489145
平均 (標準偏差)0.0034501394 (±0.03561157)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 349.44 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: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at...

ファイルemd_27573_half_map_1.map
注釈Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
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: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at...

ファイルemd_27573_half_map_2.map
注釈Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
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 : Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open stat...

全体名称: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
要素
  • 複合体: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
    • タンパク質・ペプチド: 29 kDa antigen cfp29

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超分子 #1: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open stat...

超分子名称: Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5
タイプ: complex / ID: 1 / キメラ: Yes / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Acidipropionibacterium acidipropionici ATCC 4875 (バクテリア)
分子量理論値: 1.71 MDa

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分子 #1: 29 kDa antigen cfp29

分子名称: 29 kDa antigen cfp29 / 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: Acidipropionibacterium acidipropionici ATCC 4875 (バクテリア)
株: ATCC 4875 / DSM 20272 / JCM 6432 / NBRC 12425 / NCIMB 8070 / 4
分子量理論値: 28.522725 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MNNLHRELAP ISEAAWKQID DEARDTFSLR AAGRRVVDVP EPAGPTLGSV SLGHLETGSQ TDGVQTSVYR VQPLVQVRVP FTVSRADID DVERGAVDLT WDPVDDAVAK LVDTEDTAIL HGWEEAGITG LSEASVHQPV QMPAELEQID DAVSGACNVL R LADVEGPY ...文字列:
MNNLHRELAP ISEAAWKQID DEARDTFSLR AAGRRVVDVP EPAGPTLGSV SLGHLETGSQ TDGVQTSVYR VQPLVQVRVP FTVSRADID DVERGAVDLT WDPVDDAVAK LVDTEDTAIL HGWEEAGITG LSEASVHQPV QMPAELEQID DAVSGACNVL R LADVEGPY DLVLPQQLYT QVSETTDHGV PVVDHLTQLL SGGEVLWAPA ARCALVVSRR GGDSCLFLGR DVSIGYLSHD AQ TVTLYLE ESFTFRVHQP DAAVALV

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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3.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
20.0 mMC4H11NO3Trisトリスヒドロキシメチルアミノメタン
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 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: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
詳細: The grid was glow discharged for 60 seconds at 5 mA.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 295 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: Additional settings were : Blot force- 20, blot time - 4 seconds, drain time - 0 seconds, wait time - 0 seconds.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
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: 70.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 45000
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 975 / 平均露光時間: 4.0 sec. / 平均電子線量: 41.0 e/Å2
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
In silico モデル: An intial ab-initio model was created using cryoSPARC Ab-Initio Reconstruction.
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.1)
最終 再構成想定した対称性 - 点群: I (正20面体型対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.32 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: 13581
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細A starting model was created using RosettaFold. The starting model was placed in the map manually using UCSF Chimera. The model was then further refined using Coot and Phenix Real Space Refine.
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 77.81 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-8dnl:
Acidipropionibacterium acidipropionici encapsulin in an open state at pH 7.5

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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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