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- EMDB-36311: Cryo-EM Structure of 3-axis block of AAV9P31-Car4 complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36311
タイトルCryo-EM Structure of 3-axis block of AAV9P31-Car4 complex
マップデータ
試料
  • 複合体: 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom
    • タンパク質・ペプチド: Carbonic anhydrase 4
    • タンパク質・ペプチド: Capsid protein VP1
  • リガンド: ZINC ION
キーワードreceptor / aav9p31 / Carbonic anhydrases iv / Block-based reconstruction / VIRUS / VIRAL PROTEIN-LYASE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Erythrocytes take up carbon dioxide and release oxygen / Erythrocytes take up oxygen and release carbon dioxide / Reversible hydration of carbon dioxide / regulation of pH / bicarbonate transport / T=1 icosahedral viral capsid / transport vesicle membrane / endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment / rough endoplasmic reticulum / secretory granule membrane ...Erythrocytes take up carbon dioxide and release oxygen / Erythrocytes take up oxygen and release carbon dioxide / Reversible hydration of carbon dioxide / regulation of pH / bicarbonate transport / T=1 icosahedral viral capsid / transport vesicle membrane / endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment / rough endoplasmic reticulum / secretory granule membrane / sarcoplasmic reticulum / carbonic anhydrase / carbonate dehydratase activity / brush border membrane / carbon dioxide transport / trans-Golgi network / sarcolemma / one-carbon metabolic process / apical plasma membrane / external side of plasma membrane / perinuclear region of cytoplasm / structural molecule activity / extracellular exosome / zinc ion binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Carbonic anhydrase, CA4/CA15 / Phospholipase A2-like domain / Phospholipase A2-like domain / Parvovirus coat protein VP2 / Parvovirus coat protein VP1/VP2 / Parvovirus coat protein VP2 / Capsid/spike protein, ssDNA virus / Carbonic anhydrase, alpha-class, conserved site / Alpha-carbonic anhydrases signature. / Carbonic anhydrase, alpha-class ...Carbonic anhydrase, CA4/CA15 / Phospholipase A2-like domain / Phospholipase A2-like domain / Parvovirus coat protein VP2 / Parvovirus coat protein VP1/VP2 / Parvovirus coat protein VP2 / Capsid/spike protein, ssDNA virus / Carbonic anhydrase, alpha-class, conserved site / Alpha-carbonic anhydrases signature. / Carbonic anhydrase, alpha-class / Alpha carbonic anhydrase domain / Alpha carbonic anhydrase domain superfamily / Eukaryotic-type carbonic anhydrase / Alpha-carbonic anhydrases profile. / Eukaryotic-type carbonic anhydrase
類似検索 - ドメイン・相同性
Carbonic anhydrase 4 / Capsid protein VP1
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ) / Adeno-associated virus 9 (アデノ随伴ウイルス)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.28 Å
データ登録者Zhang R / Liu Y / Lou Z
資金援助 中国, 3件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31971126 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)U20A20135 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)32301011 中国
引用ジャーナル: PLoS Pathog / 年: 2024
タイトル: Structural basis of the recognition of adeno-associated virus by the neurological system-related receptor carbonic anhydrase IV.
著者: Ran Zhang / Yixiao Liu / Fengxi Yu / Guangxue Xu / Lili Li / Baobin Li / Zhiyong Lou /
要旨: Carbonic anhydrase IV (Car4) is a newly identified receptor that allows adeno-associated virus (AAV) 9P31 to cross the blood-brain barrier and achieve efficient infection in the central nervous ...Carbonic anhydrase IV (Car4) is a newly identified receptor that allows adeno-associated virus (AAV) 9P31 to cross the blood-brain barrier and achieve efficient infection in the central nervous system (CNS) in mouse models. However, the molecular mechanism by which engineered AAV capsids with 7-mer insertion in the variable region (VR) VIII recognize these novel cellular receptors is unknown. Here we report the cryo-EM structures of AAV9P31 and its complex with Mus musculus Car4 at atomic resolution by utilizing the block-based reconstruction (BBR) method. The structures demonstrated that Car4 binds to the protrusions at 3-fold axes of the capsid. The inserted 7-mer extends into a hydrophobic region near the catalytic center of Car4 to form stable interactions. Mutagenesis studies also identified the key residues in Car4 responsible for the AAV9P31 interaction. These findings provide new insights into the novel receptor recognition mechanism of AAV generated by directed evolution and highlight the application of the BBR method to studying the virus-receptor molecular mechanism.
履歴
登録2023年5月26日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月31日-
マップ公開2024年1月31日-
更新2024年2月28日-
現状2024年2月28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_36311.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_36311.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 15.6 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.)
0.84 Å/pix.
x 160 pix.
= 134.928 Å		0.84 Å/pix.
x 160 pix.
= 134.928 Å		0.84 Å/pix.
x 160 pix.
= 134.928 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: 0.8433 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: 0.01
最小 - 最大-0.01405853 - 0.03826549
平均 (標準偏差)-0.00016429197 (±0.0033116597)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ160160160
Spacing160160160
セルA=B=C: 134.928 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_36311_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_36311_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 : 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom

全体名称: 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom
要素
  • 複合体: 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom
    • タンパク質・ペプチド: Carbonic anhydrase 4
    • タンパク質・ペプチド: Capsid protein VP1
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom

超分子名称: 3-fold axes block of AAV9P31 and Car4 complex aat 2.28 angstrom
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Carbonic anhydrase 4

分子名称: Carbonic anhydrase 4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: carbonic anhydrase
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 29.281367 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
配列文字列: WCYEIQTKDP RSSCLGPEKW PGACKENQQS PINIVTARTK VNPRLTPFIL VGYDQKQQWP IKNNQHTVEM TLGGGACIIG GDLPARYEA VQLHLHWSNG NDNGSEHSID GRHFAMEMHI VHKKLTSSKE DSKDKFAVLA FMIEVGDKVN KGFQPLVEAL P SISKPHST ...文字列:
WCYEIQTKDP RSSCLGPEKW PGACKENQQS PINIVTARTK VNPRLTPFIL VGYDQKQQWP IKNNQHTVEM TLGGGACIIG GDLPARYEA VQLHLHWSNG NDNGSEHSID GRHFAMEMHI VHKKLTSSKE DSKDKFAVLA FMIEVGDKVN KGFQPLVEAL P SISKPHST STVRESSLQD MLPPSTKMYT YFRYNGSLTT PNCDETVIWT VYKQPIKIHK NQFLEFSKNL YYDEDQKLNM KD NVRPLQP LGKRQVFKS

UniProtKB: Carbonic anhydrase 4

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分子 #2: Capsid protein VP1

分子名称: Capsid protein VP1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Adeno-associated virus 9 (アデノ随伴ウイルス)
分子量理論値: 59.295277 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: DGVGSSSGNW HCDSQWLGDR VITTSTRTWA LPTYNNHLYK QISNSTSGGS SNDNAYFGYS TPWGYFDFNR FHCHFSPRDW QRLINNNWG FRPKRLNFKL FNIQVKEVTD NNGVKTIANN LTSTVQVFTD SDYQLPYVLG SAHEGCLPPF PADVFMIPQY G YLTLNDGS ...文字列:
DGVGSSSGNW HCDSQWLGDR VITTSTRTWA LPTYNNHLYK QISNSTSGGS SNDNAYFGYS TPWGYFDFNR FHCHFSPRDW QRLINNNWG FRPKRLNFKL FNIQVKEVTD NNGVKTIANN LTSTVQVFTD SDYQLPYVLG SAHEGCLPPF PADVFMIPQY G YLTLNDGS QAVGRSSFYC LEYFPSQMLR TGNNFQFSYE FENVPFHSSY AHSQSLDRLM NPLIDQYLYY LSKTINGSGQ NQ QTLKFSV AGPSNMAVQG RNYIPGPSYR QQRVSTTVTQ NNNSEFAWPG ASSWALNGRN SLMNPGPAMA SHKEGEDRFF PLS GSLIFG KQGTGRDNVD ADKVMITNEE EIKTTNPVAT ESYGQVATNH QSAQWPTSYD AAQAQTGWVQ NQGILPGMVW QDRD VYLQG PIWAKIPHTD GNFHPSPLMG GFGMKHPPPQ ILIKNTPVPA DPPTAFNKDK LNSFITQYST GQVSVEIEWE LQKEN SKRW NPEIQYTSNY YKSNNVEFAV NTEGVYSEPR PIGTRYLTRN L

UniProtKB: Capsid protein VP1

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分子 #3: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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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2 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMTris-ClTris-Cl
150.0 mMNaClNaCl

詳細: 20mM Tris-Cl, pH8.0; 150mM NaCl.
グリッドモデル: Quantifoil R0.6/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 280 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III

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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 K2 QUANTUM (4k x 4k)
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 / 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）: 0.6 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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

2znc


詳細: and PDB: 7WJW as startup model
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 13604676
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 3次元分類クラス数: 16 / 平均メンバー数/クラス: 100000

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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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