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- EMDB-3231: Structure and function based design of Plasmodium-selective prote... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-3231
タイトルStructure and function based design of Plasmodium-selective proteasome inhibitors
マップデータunsharpened and unfiltered 3D reconstruction of the Plasmodium falciparum 20S proteasome core with a ligand
試料
  • 試料: Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inhibitor
  • タンパク質・ペプチド: proteasome 20S core
  • リガンド: Mor-WLW vinyl sulphone (HET: 7F1)
キーワードproteasome / 20S / Plasmodium / malaria / inhibitor / drug design / cryo-EM
機能・相同性
機能・相同性情報


Cross-presentation of soluble exogenous antigens (endosomes) / Proteasome assembly / Orc1 removal from chromatin / CDK-mediated phosphorylation and removal of Cdc6 / FBXL7 down-regulates AURKA during mitotic entry and in early mitosis / KEAP1-NFE2L2 pathway / UCH proteinases / Ub-specific processing proteases / Neddylation / Antigen processing: Ubiquitination & Proteasome degradation ...Cross-presentation of soluble exogenous antigens (endosomes) / Proteasome assembly / Orc1 removal from chromatin / CDK-mediated phosphorylation and removal of Cdc6 / FBXL7 down-regulates AURKA during mitotic entry and in early mitosis / KEAP1-NFE2L2 pathway / UCH proteinases / Ub-specific processing proteases / Neddylation / Antigen processing: Ubiquitination & Proteasome degradation / MAPK6/MAPK4 signaling / ABC-family proteins mediated transport / AUF1 (hnRNP D0) binds and destabilizes mRNA / Neutrophil degranulation / proteasome core complex / proteasomal ubiquitin-independent protein catabolic process / proteasome endopeptidase complex / proteasome core complex, beta-subunit complex / threonine-type endopeptidase activity / proteasome core complex, alpha-subunit complex / proteasomal protein catabolic process / ubiquitin-dependent protein catabolic process / endopeptidase activity / proteasome-mediated ubiquitin-dependent protein catabolic process / hydrolase activity / nucleus / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Proteasome subunit beta 1 / Proteasome subunit alpha 1 / Proteasome subunit beta 4 / Proteasome subunit beta 2 / Proteasome beta 3 subunit / Proteasome subunit alpha6 / Proteasome subunit alpha5 / Proteasome beta-type subunits signature. / Peptidase T1A, proteasome beta-subunit / Proteasome beta-type subunit, conserved site ...Proteasome subunit beta 1 / Proteasome subunit alpha 1 / Proteasome subunit beta 4 / Proteasome subunit beta 2 / Proteasome beta 3 subunit / Proteasome subunit alpha6 / Proteasome subunit alpha5 / Proteasome beta-type subunits signature. / Peptidase T1A, proteasome beta-subunit / Proteasome beta-type subunit, conserved site / Proteasome subunit A N-terminal signature / Proteasome alpha-type subunits signature. / Proteasome alpha-subunit, N-terminal domain / Proteasome subunit A N-terminal signature Add an annotation / Proteasome B-type subunit / Proteasome beta-type subunit profile. / : / Proteasome alpha-type subunit / Proteasome alpha-type subunit profile. / Proteasome subunit / Proteasome, subunit alpha/beta / Nucleophile aminohydrolases, N-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
Proteasome subunit beta / Proteasome subunit alpha type-2, putative / Proteasome subunit alpha type-3, putative / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit beta type-6, putative / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit alpha type-6, putative / Proteasome subunit alpha type / Proteasome subunit alpha type ...Proteasome subunit beta / Proteasome subunit alpha type-2, putative / Proteasome subunit alpha type-3, putative / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit beta type-6, putative / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit alpha type-6, putative / Proteasome subunit alpha type / Proteasome subunit alpha type / Proteasome subunit alpha type / Proteasome subunit beta / Proteasome subunit alpha type-1, putative / Proteasome subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Plasmodium falciparum (マラリア病原虫) / synthetic 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: 3.6 Å
データ登録者Li H / O' Donoghue AJ / van der Linden WA / Xie SC / Yoo E / Foe IT / Tilley L / Craik CS / da Fonseca PCA / Bogyo M
引用ジャーナル: Nature / 年: 2016
タイトル: Structure- and function-based design of Plasmodium-selective proteasome inhibitors.
著者: Hao Li / Anthony J O'Donoghue / Wouter A van der Linden / Stanley C Xie / Euna Yoo / Ian T Foe / Leann Tilley / Charles S Craik / Paula C A da Fonseca / Matthew Bogyo /
要旨: The proteasome is a multi-component protease complex responsible for regulating key processes such as the cell cycle and antigen presentation. Compounds that target the proteasome are potentially ...The proteasome is a multi-component protease complex responsible for regulating key processes such as the cell cycle and antigen presentation. Compounds that target the proteasome are potentially valuable tools for the treatment of pathogens that depend on proteasome function for survival and replication. In particular, proteasome inhibitors have been shown to be toxic for the malaria parasite Plasmodium falciparum at all stages of its life cycle. Most compounds that have been tested against the parasite also inhibit the mammalian proteasome, resulting in toxicity that precludes their use as therapeutic agents. Therefore, better definition of the substrate specificity and structural properties of the Plasmodium proteasome could enable the development of compounds with sufficient selectivity to allow their use as anti-malarial agents. To accomplish this goal, here we use a substrate profiling method to uncover differences in the specificities of the human and P. falciparum proteasome. We design inhibitors based on amino-acid preferences specific to the parasite proteasome, and find that they preferentially inhibit the β2-subunit. We determine the structure of the P. falciparum 20S proteasome bound to the inhibitor using cryo-electron microscopy and single-particle analysis, to a resolution of 3.6 Å. These data reveal the unusually open P. falciparum β2 active site and provide valuable information about active-site architecture that can be used to further refine inhibitor design. Furthermore, consistent with the recent finding that the proteasome is important for stress pathways associated with resistance of artemisinin family anti-malarials, we observe growth inhibition synergism with low doses of this β2-selective inhibitor in artemisinin-sensitive and -resistant parasites. Finally, we demonstrate that a parasite-selective inhibitor could be used to attenuate parasite growth in vivo without appreciable toxicity to the host. Thus, the Plasmodium proteasome is a chemically tractable target that could be exploited by next-generation anti-malarial agents.
履歴
登録2015年11月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2015年12月16日-
マップ公開2016年2月17日-
更新2016年3月2日-
現状2016年3月2日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5fmg
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5fmg
  • 表面レベル: 3
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_3231.jpg

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_3231.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 62.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈unsharpened and unfiltered 3D reconstruction of the Plasmodium falciparum 20S proteasome core with a ligand
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.)
1.04 Å/pix.
x 256 pix.
= 266.24 Å		1.04 Å/pix.
x 256 pix.
= 266.24 Å		1.04 Å/pix.
x 256 pix.
= 266.24 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: 1.04 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: 3.0 / ムービー #1: 3
最小 - 最大-10.650586130000001 - 15.98163986
平均 (標準偏差)0.0 (±1.0)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-128-128-128
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 266.24 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.041.041.04
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z266.240266.240266.240
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-128-128-128
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-10.65115.982-0.000

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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 : Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inh...

全体名称: Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inhibitor
要素
  • 試料: Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inhibitor
  • タンパク質・ペプチド: proteasome 20S core
  • リガンド: Mor-WLW vinyl sulphone (HET: 7F1)

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超分子 #1000: Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inh...

超分子名称: Plasmodium falciparum 20S proteasome core bound to a specific inhibitor
タイプ: sample / ID: 1000 / Number unique components: 2
分子量理論値: 760 KDa

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分子 #1: proteasome 20S core

分子名称: proteasome 20S core / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1
詳細: The sample protein components are deposited in the PlasmoDB (the Plasmodium genome resource)
集合状態: dimer / 組換発現: No
由来(天然)生物種: Plasmodium falciparum (マラリア病原虫)
分子量理論値: 760 KDa

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分子 #2: Mor-WLW vinyl sulphone (HET: 7F1)

分子名称: Mor-WLW vinyl sulphone (HET: 7F1) / タイプ: ligand / ID: 2 / 組換発現: No
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)

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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0.1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 50mM Tris HCl, 5mM MgCl2, 1mM dithiotreitol
グリッド詳細: 1.2/1.3 Quantifoil, 300 mesh Cu grids, coated with freshly floated thin layer of carbon
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / 装置: FEI VITROBOT MARK III / 手法: blot 2.5 seconds before plunging

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
詳細Each exposure was recorded as 17 individual frames captured at a rate of 0.056 second/frame, each with an electron dose of 2.8 electrons/square angstrom. Data-set recorded using EPU software.
日付2014年9月3日
撮影カテゴリ: CCD
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON II (4k x 4k)
実像数: 1816 / 平均電子線量: 48 e/Å2 / 詳細: each image was recorded as 17 frames
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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.6 µm / 倍率（公称値）: 75000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細The particles were selected automatically using Relion, followed by manual inspection for the removal of false positives and addition of false negatives
CTF補正詳細: full recorded image
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: Tigris, Spider, Imagic / 使用した粒子像数: 97720

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

1iru

詳細The initial models of the Plasmodium falciparum 20S proteasome core subunits were obtained using the PHYRE 2 structure prediction server; model building was done using real space refinement in Coot and Phenix
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-5fmg:
Structure and function based design of Plasmodium-selective proteasome inhibitors

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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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