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- EMDB-29172: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphat... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29172
タイトルCryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase homotetramer in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate
マップデータCryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to UDP and G6P
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase homotetramer in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate
    • タンパク質・ペプチド: Alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)
  • リガンド: URIDINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 6-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose
キーワードGlycosyltransferase / Complex / TRANSFERASE
機能・相同性
機能・相同性情報


alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase complex (UDP-forming) / alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming) / trehalose-phosphatase activity / alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming) activity / trehalose biosynthetic process / cellular response to heat / cytosol
類似検索 - 分子機能
Glycosyl transferase, family 20 / Glycosyltransferase family 20
類似検索 - ドメイン・相同性
alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)
類似検索 - 構成要素
生物種Cryptococcus neoformans var. grubii H99 (菌類)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Washington EJ / Brennan RG
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)1P01AI104533-01A1 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Structures of trehalose-6-phosphate synthase, Tps1, from the fungal pathogen : a target for novel antifungals.
著者: Erica J Washington / Ye Zhou / Allen L Hsu / Matthew Petrovich / Jennifer L Tenor / Dena L Toffaletti / Ziqiang Guan / John R Perfect / Mario J Borgnia / Alberto Bartesaghi / Richard G Brennan
要旨: Invasive fungal diseases are a major threat to human health, resulting in more than 1.5 million annual deaths worldwide. The arsenal of antifungal therapeutics remains limited and is in dire need of ...Invasive fungal diseases are a major threat to human health, resulting in more than 1.5 million annual deaths worldwide. The arsenal of antifungal therapeutics remains limited and is in dire need of novel drugs that target additional biosynthetic pathways that are absent from humans. One such pathway involves the biosynthesis of trehalose. Trehalose is a disaccharide that is required for pathogenic fungi to survive in their human hosts. In the first step of trehalose biosynthesis, trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) converts UDP-glucose and glucose-6-phosphate to trehalose-6-phosphate. Here, we report the structures of full-length Tps1 (CnTps1) in unliganded form and in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate. Comparison of these two structures reveals significant movement towards the catalytic pocket by the N-terminus upon ligand binding and identifies residues required for substrate-binding, as well as residues that stabilize the tetramer. Intriguingly, an intrinsically disordered domain (IDD), which is conserved amongst Cryptococcal species and closely related Basidiomycetes, extends from each subunit of the tetramer into the "solvent" but is not visible in density maps. We determined that the IDD is not required for Tps1-dependent thermotolerance and osmotic stress survival. Studies with UDP-galactose highlight the exquisite substrate specificity of CnTps1. , these studies expand our knowledge of trehalose biosynthesis in and highlight the potential of developing antifungal therapeutics that disrupt the synthesis of this disaccharide or the formation of a functional tetramer and the use of cryo-EM in the structural characterization of CnTps1-ligand/drug complexes.
SIGNIFICANCE STATEMENT: Fungal infections are responsible for over a million deaths worldwide each year. Biosynthesis of a disaccharide, trehalose, is required for multiple pathogenic fungi to ...SIGNIFICANCE STATEMENT: Fungal infections are responsible for over a million deaths worldwide each year. Biosynthesis of a disaccharide, trehalose, is required for multiple pathogenic fungi to transition from the environment to the human host. Enzymes in the trehalose biosynthesis pathway are absent in humans and, therefore, are potentially significant targets for novel antifungal therapeutics. One enzyme in the trehalose biosynthesis is trehalose-6-phosphate synthase (Tps1). Here, we describe the cryo-electron microscopy structures of the CnTps1 homo-tetramer in the unliganded form and in complex with a substrate and a product. These structures and subsequent biochemical analysis reveal key details of substrate-binding residues and substrate specificity. These structures should facilitate structure-guided design of inhibitors against CnTps1.
履歴
登録2022年12月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年12月20日-
マップ公開2023年12月20日-
更新2024年6月26日-
現状2024年6月26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_29172.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_29172.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to UDP and G6P
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Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 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

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.08 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: 1.25
最小 - 最大-2.94728 - 6.0290866
平均 (標準偏差)-0.0022126662 (±0.18146421)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 276.48 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: Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to...

ファイルemd_29172_half_map_1.map
注釈Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to UDP and G6P Half map B
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: Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to...

ファイルemd_29172_half_map_2.map
注釈Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase (Tps1) homotetramer bound to UDP and G6P Half map A
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 : Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphat...

全体名称: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase homotetramer in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase homotetramer in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate
    • タンパク質・ペプチド: Alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)
  • リガンド: URIDINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 6-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose

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超分子 #1: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphat...

超分子名称: Cryo-EM structure of Cryptococcus neoformans trehalose-6-phosphate synthase homotetramer in complex with uridine diphosphate and glucose-6-phosphate
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Cryptococcus neoformans var. grubii H99 (菌類)
分子量理論値: 307 KDa

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分子 #1: Alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)

分子名称: Alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: UDP G6P / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Cryptococcus neoformans var. grubii H99 (菌類)
分子量理論値: 76.8155 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MHHHHHHSSG VDLGTENLYF QSNAMTTMSN DIPNSPTSTS FTGTFSPAAT AANTAANART SDAPSPTTSS SGPKLETSKE QRLIVVSNR LPVTISKDDN GEYHFKMSSG GLVSALSGCK KTMSFTWIGW PGKDIPMQDR ETVNRRLLDE YNCYPVYLSD E LADSHYNG ...文字列:
MHHHHHHSSG VDLGTENLYF QSNAMTTMSN DIPNSPTSTS FTGTFSPAAT AANTAANART SDAPSPTTSS SGPKLETSKE QRLIVVSNR LPVTISKDDN GEYHFKMSSG GLVSALSGCK KTMSFTWIGW PGKDIPMQDR ETVNRRLLDE YNCYPVYLSD E LADSHYNG FSNSILWPLF HYHPGEMNFD AAHWLAYREA NMRFADVVSS LVQAGDMVWV QDYHLMLLPM LLRSMITGES AQ GEMVRQE LGRVKEGVDD TVVKEVLKMG PGVAQAEDEG VEMLDDVEEE GGEMDVKSSP KRPHYARGMS TFQKQELVAK EKG KEGIRI GFFLHTPFPS SEIYRILPVR REILLGVLQC DLIGFHTYDY ARHFLSSCTR ILGLETQPNG IEFDGRYCQV GTFP IGIDP NQFIEGLQKE SIVKRLRSLE ARFEGVKVII GVDRLDYIKG IPQKLQALET FLTQHPEWIG KVVLVQLAIP SRQDV EEYQ DLRACVNELV GRINGRFGTV ESVPIHYMHK SVPFEELTAM YALADACLVT STRDGMNLVA YEYISSQAER HGSMIL SEF AGAAQSFNGS LLINPWDVQS TADAINQALT LSPQQRKTNW QKLFNYVSKY TAEAWGVSFV NELNRLSGQR PSGPTGL AG RRKSGSLSRT SSKASIQRRK SSQSGIVTGL GAAAGAAVNW AQAQVQGGSQ T

UniProtKB: alpha,alpha-trehalose-phosphate synthase (UDP-forming)

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分子 #2: URIDINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: URIDINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 4 / 式: UDP
分子量理論値: 404.161 Da
Chemical component information

ChemComp-UDP:
URIDINE-5'-DIPHOSPHATE / UDP / UDP*YM

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分子 #3: 6-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose

分子名称: 6-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 4 / 式: G6P
分子量理論値: 260.136 Da
Chemical component information

ChemComp-G6P:
6-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose / グルコ-ス6-りん酸

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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0.75 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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 60.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: OTHER / 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）: 0.8 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 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
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 854608
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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://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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