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- EMDB-33458: Structure of SARS-CoV-2 D614G Spike Protein with Engineered x3 Di... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-33458
タイトルStructure of SARS-CoV-2 D614G Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-2 Conformation
マップデータ
試料
  • 複合体: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: BILIVERDINE IX ALPHA
  • リガンド: LINOLEIC ACID
キーワードprotein engineering / spike protein / SARS-CoV-2 / VIRAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell ...Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / membrane fusion / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / Attachment and Entry / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / symbiont-mediated suppression of host innate immune response / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
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Qu K / Chen Q / Ciazynska KA / Liu B / Zhang X / Wang J / He Y / Guan J / He J / Liu T ...Qu K / Chen Q / Ciazynska KA / Liu B / Zhang X / Wang J / He Y / Guan J / He J / Liu T / Carter AP / Xiong X / Briggs JAG
資金援助European Union, 英国, 3件
OrganizationGrant number国
European Research Council (ERC)ERC-CoG-648432European Union
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MC_UP_A025_1011 英国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MC_UP_1201/16 英国
引用ジャーナル: PLoS Pathog / 年: 2022
タイトル: Engineered disulfide reveals structural dynamics of locked SARS-CoV-2 spike.
著者: Kun Qu / Qiuluan Chen / Katarzyna A Ciazynska / Banghui Liu / Xixi Zhang / Jingjing Wang / Yujie He / Jiali Guan / Jun He / Tian Liu / Xiaofei Zhang / Andrew P Carter / Xiaoli Xiong / John A G Briggs /
要旨: The spike (S) protein of SARS-CoV-2 has been observed in three distinct pre-fusion conformations: locked, closed and open. Of these, the function of the locked conformation remains poorly understood. ...The spike (S) protein of SARS-CoV-2 has been observed in three distinct pre-fusion conformations: locked, closed and open. Of these, the function of the locked conformation remains poorly understood. Here we engineered a SARS-CoV-2 S protein construct "S-R/x3" to arrest SARS-CoV-2 spikes in the locked conformation by a disulfide bond. Using this construct we determined high-resolution structures confirming that the x3 disulfide bond has the ability to stabilize the otherwise transient locked conformations. Structural analyses reveal that wild-type SARS-CoV-2 spike can adopt two distinct locked-1 and locked-2 conformations. For the D614G spike, based on which all variants of concern were evolved, only the locked-2 conformation was observed. Analysis of the structures suggests that rigidified domain D in the locked conformations interacts with the hinge to domain C and thereby restrains RBD movement. Structural change in domain D correlates with spike conformational change. We propose that the locked-1 and locked-2 conformations of S are present in the acidic high-lipid cellular compartments during virus assembly and egress. In this model, release of the virion into the neutral pH extracellular space would favour transition to the closed or open conformations. The dynamics of this transition can be altered by mutations that modulate domain D structure, as is the case for the D614G mutation, leading to changes in viral fitness. The S-R/x3 construct provides a tool for the further structural and functional characterization of the locked conformations of S, as well as how sequence changes might alter S assembly and regulation of receptor binding domain dynamics.
履歴
登録2022年5月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年7月20日-
マップ公開2022年7月20日-
更新2024年10月30日-
現状2024年10月30日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_33458.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_33458.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 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Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.06 Å/pix.
x 360 pix.
= 381.96 Å		1.06 Å/pix.
x 360 pix.
= 381.96 Å		1.06 Å/pix.
x 360 pix.
= 381.96 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: 1.061 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: 0.022
最小 - 最大-0.09817264 - 0.17582604
平均 (標準偏差)0.000060013976 (±0.0033483035)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 381.96 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: #2

ファイルemd_33458_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_33458_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 : Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein

全体名称: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein
要素
  • 複合体: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: BILIVERDINE IX ALPHA
  • リガンド: LINOLEIC ACID

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超分子 #1: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein

超分子名称: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 Spike protein
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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分子 #1: Spike glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein / 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: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 124.669211 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: ETGTQCVNLT TRTQLPPAYT NSFTRGVYYP DKVFRSSVLH STQDLFLPFF SNVTWFHAIH VSGTNGTKRF DNPVLPFNDG VYFASTEKS NIIRGWIFGT TLDSKTQSLL IVNNATNVVI KVCEFQFCND PFLGVYYHKN NKSWMESEFR VYSSANNCTF E YVSQPFLM ...文字列:
ETGTQCVNLT TRTQLPPAYT NSFTRGVYYP DKVFRSSVLH STQDLFLPFF SNVTWFHAIH VSGTNGTKRF DNPVLPFNDG VYFASTEKS NIIRGWIFGT TLDSKTQSLL IVNNATNVVI KVCEFQFCND PFLGVYYHKN NKSWMESEFR VYSSANNCTF E YVSQPFLM DLEGKQGNFK NLREFVFKNI DGYFKIYSKH TPINLVRDLP QGFSALEPLV DLPIGINITR FQTLLALHRS YL TPGDSSS GWTAGAAAYY VGYLQPRTFL LKYNENGTIT DAVDCALDPL SETKCTLKSF TVEKGIYQTS NFRVQPTESI VRF PNITNL CPFGEVFNAT RFASVYAWNR KRISNCVADY SVLYNSASFS TFKCYGVSPT KLNDLCFTNV YADSFVIRGD EVRQ IAPGQ TGKIADYNYK LPCDFTGCVI AWNSNNLDSK VGGNYNYLYR LFRKSNLKPF ERDISTEIYQ AGSTPCNGVE GFNCY FPLQ SYGFQPTNGV GYQPYRVVVL SFELLHAPAT VCGPKKSTNL VKNKCVNFNF NGLTGTGVLT ESNKKFLPFQ QFGRDI ADT TDAVRDPQTL EILDITPCSF GGVSVITPGT NTSNQVAVLY QGVNCTEVPV AIHADQLTPT WRVYSTGSNV FQTRAGC LI GAEHVNNSYE CDIPIGAGIC ASYQTQTNSR SVASQSIIAY TMSLGAENSV AYSNNSIAIP TNFTISVTTE ILPVSMTK T SVDCTMYICG DSTECSNLLL QYGSFCTQLN RALTGIAVEQ DKNTQEVFAQ VKQIYKTPPI KDFGGFNFSQ ILPDPSKPS KRSFIEDLLF NKVTLADAGF IKQYGDCLGD IAARDLICAQ KFNGLTVLPP LLTDEMIAQY TSALLAGTIT SGWTFGAGAA LQIPFAMQM AYRFNGIGVT QNVLYENQKL IANQFNSAIG KIQDSLSSTA SALGKLQDVV NQNAQALNTL VKQLSSNFGA I SSVLNDIL SRLDKCEAEV QIDRLITGRL QSLQTYVTQQ LIRAAEIRAS ANLAATKMSE CVLGQSKRVD FCGKGYHLMS FP QSAPHGV VFLHVTYVPA QEKNFTTAPA ICHDGKAHFP REGVFVSNGT HWFVTQRNFY EPQIITTDNT FVSGNCDVVI GIV NNTVYD P

UniProtKB: Spike glycoprotein

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分子 #3: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 39 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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分子 #4: BILIVERDINE IX ALPHA

分子名称: BILIVERDINE IX ALPHA / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: BLA
分子量理論値: 582.646 Da
Chemical component information

ChemComp-BLA:
BILIVERDINE IX ALPHA / 19,24-ジヒドロ-1-ヒドロキシ-3,7,13,18-テトラメチル-2,17-ジビニル-19-オキソ-22H-ビリ(以下略)

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分子 #5: LINOLEIC ACID

分子名称: LINOLEIC ACID / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 3 / 式: EIC
分子量理論値: 280.445 Da
Chemical component information

ChemComp-EIC:
LINOLEIC ACID / リノ-ル酸

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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0.6 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 45 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3036 / 平均電子線量: 50.0 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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 81000
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

粒子像選択選択した数: 2723632 / 詳細: Template picking
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C3 (3回回転対称) / 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 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 24928
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 3次元分類クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6zoz


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7xu4:
Structure of SARS-CoV-2 D614G Spike Protein with Engineered x3 Disulfide (x3(D427C, V987C) and single Arg S1/S2 cleavage site), Locked-2 Conformation

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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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