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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-28616
タイトルMicroED structure of an Aeropyrum pernix protoglobin metallo-carbene complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y60V, V63R, C102S, F145Q, I149L mutant
    • タンパク質・ペプチド: Protogloblin ApPgb
  • リガンド: benzyl[3,3'-(7,12-diethenyl-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-2,18-diyl-kappa~4~N~21~,N~22~,N~23~,N~24~)di(propanoato)(2-)]iron
  • リガンド: water
キーワードMicroED / directed evolution / METAL BINDING PROTEIN
機能・相同性Protoglobin / Globin-sensor domain / Protoglobin / Globin/Protoglobin / Globin-like superfamily / oxygen binding / heme binding / Protogloblin ApPgb
機能・相同性情報
生物種Aeropyrum pernix (古細菌)
手法電子線結晶学 / クライオ電子顕微鏡法
データ登録者Danelius E / Gonen T / Unge JT
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)P41GM136508 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2023
タイトル: MicroED Structure of a Protoglobin Reactive Carbene Intermediate.
著者: Emma Danelius / Nicholas J Porter / Johan Unge / Frances H Arnold / Tamir Gonen /
要旨: Microcrystal electron diffraction (MicroED) is an emerging technique that has shown great potential for describing new chemical and biological molecular structures. Several important structures of ...Microcrystal electron diffraction (MicroED) is an emerging technique that has shown great potential for describing new chemical and biological molecular structures. Several important structures of small molecules, natural products, and peptides have been determined using methods. However, only a couple of novel protein structures have thus far been derived by MicroED. Taking advantage of recent technological advances, including higher acceleration voltage and using a low-noise detector in counting mode, we have determined the first structure of an protoglobin (Pgb) variant by MicroED using an AlphaFold2 model for phasing. The structure revealed that mutations introduced during directed evolution enhance carbene transfer activity by reorienting an α helix of Pgb into a dynamic loop, making the catalytic active site more readily accessible. After exposing the tiny crystals to the substrate, we also trapped the reactive iron-carbenoid intermediate involved in this engineered Pgb's new-to-nature activity, a challenging carbene transfer from a diazirine via a putative metallo-carbene. The bound structure discloses how an enlarged active site pocket stabilizes the carbene bound to the heme iron and, presumably, the transition state for the formation of this key intermediate. This work demonstrates that improved MicroED technology and the advancement in protein structure prediction now enable investigation of structures that was previously beyond reach.
履歴
登録2022年10月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年4月5日-
マップ公開2023年4月5日-
更新2024年5月22日-
現状2024年5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_28616.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_28616.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 6.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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X (Sec.)Y (Row.)Z (Col.)
0.61 Å/pix.
x 120 pix.
= 72.647 Å		0.57 Å/pix.
x 129 pix.
= 73.789 Å		0.61 Å/pix.
x 109 pix.
= 65.973 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: 0.60539 Å / Y: 0.57201 Å / Z: 0.60526 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: 1.47716
最小 - 最大-3.8714905 - 6.338665
平均 (標準偏差)0.001670977 (±0.9847681)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin-54-24-79
サイズ129109120
Spacing120129109
セルA: 72.646805 Å / B: 73.78928 Å / C: 65.97334 Å
α: 90.0 ° / β: 105.72 ° / γ: 90.0 °

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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 : Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y6...

全体名称: Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y60V, V63R, C102S, F145Q, I149L mutant
要素
  • 複合体: Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y60V, V63R, C102S, F145Q, I149L mutant
    • タンパク質・ペプチド: Protogloblin ApPgb
  • リガンド: benzyl[3,3'-(7,12-diethenyl-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-2,18-diyl-kappa~4~N~21~,N~22~,N~23~,N~24~)di(propanoato)(2-)]iron
  • リガンド: water

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超分子 #1: Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y6...

超分子名称: Homodimer of Aeropyrum pernix protoglobin (ApePgb) C45G, W59L, Y60V, V63R, C102S, F145Q, I149L mutant
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Aeropyrum pernix (古細菌)

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分子 #1: Protogloblin ApPgb

分子名称: Protogloblin ApPgb / 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: Aeropyrum pernix (古細菌)
分子量理論値: 22.718887 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTPSDIPGYD YGRVEKSPIT DLEFDLLKKT VMLGEKDVMY LKKAGDVLKD QVDEILDLLV GWRASNEHLI YYFSNPDTGE PIKEYLERV RARFGAWILD TTSRDYNREW LDYQYEVGLR HHRSKKGVTD GVRTVPHIPL RYLIAQIYPL TATIKPFLAK K GGSPEDIE ...文字列:
MTPSDIPGYD YGRVEKSPIT DLEFDLLKKT VMLGEKDVMY LKKAGDVLKD QVDEILDLLV GWRASNEHLI YYFSNPDTGE PIKEYLERV RARFGAWILD TTSRDYNREW LDYQYEVGLR HHRSKKGVTD GVRTVPHIPL RYLIAQIYPL TATIKPFLAK K GGSPEDIE GMYNAWFKSV VLQVAIWSHP YTKENDW

UniProtKB: Protogloblin ApPgb

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分子 #2: benzyl[3,3'-(7,12-diethenyl-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-2,18-d...

分子名称: benzyl[3,3'-(7,12-diethenyl-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-2,18-diyl-kappa~4~N~21~,N~22~,N~23~,N~24~)di(propanoato)(2-)]iron
タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: WUF
分子量理論値: 707.618 Da
Chemical component information

ChemComp-WUF:
benzyl[3,3'-(7,12-diethenyl-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-2,18-diyl-kappa~4~N~21~,N~22~,N~23~,N~24~)di(propanoato)(2-)]iron

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分子 #3: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 64 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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
解析電子線結晶学
試料の集合状態3D array

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試料調製

濃度20 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / 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: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: LEICA EM GP

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 77.0 K / 最高: 90.0 K
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 平均電子線量: 0.00025 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: 50.0 µm / 照射モード: OTHER / 撮影モード: DIFFRACTION / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 0.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.0 µm / カメラ長: 2460 mm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
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 再構成解像度の算出法: DIFFRACTION PATTERN/LAYERLINES / ソフトウェア - 名称: PHENIX (ver. 1.20.1-4487-000)
Crystallography statisticsNumber intensities measured: 40105 / Number structure factors: 40105 / Fourier space coverage: 70 / R merge: 0.32 / Overall phase residual: 0 / High resolution: 2.5 Å / 殻 - Shell ID: 1 / 殻 - High resolution: 2.5 Å / 殻 - Low resolution: 24.37 Å / 殻 - Number structure factors: 40105 / 殻 - Phase residual: 29.27 / 殻 - Fourier space coverage: 7 / 殻 - Multiplicity: 4.3

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原子モデル構築 1

精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: OTHER / 温度因子: 20.59 / 当てはまり具合の基準: maximum likelihood
得られたモデル

PDB-8eun:
MicroED structure of an Aeropyrum pernix protoglobin metallo-carbene complex

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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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