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- EMDB-36617: Cryo-EM structure of SV2A in complex with BoNT/A2 Hc -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36617
タイトルCryo-EM structure of SV2A in complex with BoNT/A2 Hc
マップデータcomposite map
試料
  • 複合体: SV2A in complex with BoNT/A2 Hc
    • タンパク質・ペプチド: Botulinum neurotoxin
  • タンパク質・ペプチド: Synaptic vesicle glycoprotein 2A
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードSynaptic vesicle / botulinum neurotoxin / epilepsy / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of gamma-aminobutyric acid secretion / Toxicity of botulinum toxin type F (botF) / Toxicity of botulinum toxin type D (botD) / Toxicity of botulinum toxin type E (botE) / Toxicity of botulinum toxin type A (botA) / synaptic vesicle priming / presynaptic active zone / transmembrane transporter activity / protein transmembrane transporter activity / GABA-ergic synapse ...regulation of gamma-aminobutyric acid secretion / Toxicity of botulinum toxin type F (botF) / Toxicity of botulinum toxin type D (botD) / Toxicity of botulinum toxin type E (botE) / Toxicity of botulinum toxin type A (botA) / synaptic vesicle priming / presynaptic active zone / transmembrane transporter activity / protein transmembrane transporter activity / GABA-ergic synapse / neuromuscular junction / metalloendopeptidase activity / synaptic vesicle membrane / intracellular calcium ion homeostasis / cell-cell junction / synaptic vesicle / toxin activity / neuron projection / neuronal cell body / glutamatergic synapse / dendrite / protein kinase binding / endoplasmic reticulum / proteolysis / zinc ion binding / extracellular region / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Synaptic vesicle protein SV2 / Major facilitator, sugar transporter-like / Sugar (and other) transporter / Sugar transporter, conserved site / Clostridium neurotoxin, translocation / Clostridium neurotoxin, Translocation domain / Clostridium neurotoxin, translocation domain / Clostridial neurotoxin zinc protease / Botulinum/Tetanus toxin, catalytic chain / Clostridium neurotoxin, receptor-binding C-terminal ...Synaptic vesicle protein SV2 / Major facilitator, sugar transporter-like / Sugar (and other) transporter / Sugar transporter, conserved site / Clostridium neurotoxin, translocation / Clostridium neurotoxin, Translocation domain / Clostridium neurotoxin, translocation domain / Clostridial neurotoxin zinc protease / Botulinum/Tetanus toxin, catalytic chain / Clostridium neurotoxin, receptor-binding C-terminal / Clostridium neurotoxin, receptor binding N-terminal / Clostridium neurotoxin, C-terminal receptor binding / Clostridium neurotoxin, N-terminal receptor binding / Major facilitator superfamily / Major Facilitator Superfamily / Kunitz inhibitor STI-like superfamily / Major facilitator superfamily domain / Major facilitator superfamily (MFS) profile. / MFS transporter superfamily / Concanavalin A-like lectin/glucanase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Botulinum neurotoxin / Synaptic vesicle glycoprotein 2A
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Clostridium botulinum (ボツリヌス菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.01 Å
データ登録者Yamagata A
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP22H02564 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural basis for antiepileptic drugs and botulinum neurotoxin recognition of SV2A.
著者: Atsushi Yamagata / Kaori Ito / Takehiro Suzuki / Naoshi Dohmae / Tohru Terada / Mikako Shirouzu /
要旨: More than one percent of people have epilepsy worldwide. Levetiracetam (LEV) is a successful new-generation antiepileptic drug (AED), and its derivative, brivaracetam (BRV), shows improved efficacy. ...More than one percent of people have epilepsy worldwide. Levetiracetam (LEV) is a successful new-generation antiepileptic drug (AED), and its derivative, brivaracetam (BRV), shows improved efficacy. Synaptic vesicle glycoprotein 2a (SV2A), a putative membrane transporter in the synaptic vesicles (SVs), has been identified as a target of LEV and BRV. SV2A also serves as a receptor for botulinum neurotoxin (BoNT), which is the most toxic protein and has paradoxically emerged as a potent reagent for therapeutic and cosmetic applications. Nevertheless, no structural analysis on AEDs and BoNT recognition by full-length SV2A has been available. Here we describe the cryo-electron microscopy structures of the full-length SV2A in complex with the BoNT receptor-binding domain, BoNT/A2 H and either LEV or BRV. The large fourth luminal domain of SV2A binds to BoNT/A2 H through protein-protein and protein-glycan interactions. LEV and BRV occupy the putative substrate-binding site in an outward-open conformation. A propyl group in BRV creates additional contacts with SV2A, explaining its higher binding affinity than that of LEV, which was further supported by label-free spectral shift assay. Numerous LEV derivatives have been developed as AEDs and positron emission tomography (PET) tracers for neuroimaging. Our work provides a structural framework for AEDs and BoNT recognition of SV2A and a blueprint for the rational design of additional AEDs and PET tracers.
履歴
登録2023年6月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年5月1日-
マップ公開2024年5月1日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23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_36617.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_36617.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈composite map
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.)
0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 249. Å		0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 249. Å		0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 249. 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: 0.83 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: 4.41
最小 - 最大-39.888190000000002 - 55.729263000000003
平均 (標準偏差)0.0004016632 (±1.0977607)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 249.0 Å
α=β=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 : SV2A in complex with BoNT/A2 Hc

全体名称: SV2A in complex with BoNT/A2 Hc
要素
  • 複合体: SV2A in complex with BoNT/A2 Hc
    • タンパク質・ペプチド: Botulinum neurotoxin
  • タンパク質・ペプチド: Synaptic vesicle glycoprotein 2A
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: SV2A in complex with BoNT/A2 Hc

超分子名称: SV2A in complex with BoNT/A2 Hc / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Synaptic vesicle glycoprotein 2A

分子名称: Synaptic vesicle glycoprotein 2A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 83.774008 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MDYKDDDDKE EGFRDRAAFI RGAKDIAKEV KKHAAKKVVK GLDRVQDEYS RRSYSRFEEE DDDDDFPAPS DGYYRGEGTQ DEEEGGASS DATEGHDEDD EIYEGEYQGI PRAESGGKGE RMADGAPLAG VRGGLSDGEG PPGGRGEAQR RKEREELAQQ Y EAILRECG ...文字列:
MDYKDDDDKE EGFRDRAAFI RGAKDIAKEV KKHAAKKVVK GLDRVQDEYS RRSYSRFEEE DDDDDFPAPS DGYYRGEGTQ DEEEGGASS DATEGHDEDD EIYEGEYQGI PRAESGGKGE RMADGAPLAG VRGGLSDGEG PPGGRGEAQR RKEREELAQQ Y EAILRECG HGRFQWTLYF VLGLALMADG VEVFVVGFVL PSAEKDMCLS DSNKGMLGLI VYLGMMVGAF LWGGLADRLG RR QCLLISL SVNSVFAFFS SFVQGYGTFL FCRLLSGVGI GGSIPIVFSY FSEFLAQEKR GEHLSWLCMF WMIGGVYAAA MAW AIIPHY GWSFQMGSAY QFHSWRVFVL VCAFPSVFAI GALTTQPESP RFFLENGKHD EAWMVLKQVH DTNMRAKGHP ERVF SVTHI KTIHQEDELI EIQSDTGTWY QRWGVRALSL GGQVWGNFLS CFGPEYRRIT LMMMGVWFTM SFSYYGLTVW FPDMI RHLQ AVDYASRTKV FPGERVEHVT FNFTLENQIH RGGQYFNDKF IGLRLKSVSF EDSLFEECYF EDVTSSNTFF RNCTFI NTV FYNTDLFEYK FVNSRLINST FLHNKEGCPL DVTGTGEGAY MVYFVSFLGT LAVLPGNIVS ALLMDKIGRL RMLAGSS VM SCVSCFFLSF GNSESAMIAL LCLFGGVSIA SWNALDVLTV ELYPSDKRTT AFGFLNALCK LAAVLGISIF TSFVGITK A APILFASAAL ALGSSLALKL PETRGQVLQ

UniProtKB: Synaptic vesicle glycoprotein 2A

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分子 #2: Botulinum neurotoxin

分子名称: Botulinum neurotoxin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Clostridium botulinum (ボツリヌス菌)
分子量理論値: 49.456191 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: KNIVNTSILS IVYKKDDLID LSRYGAKINI GDRVYYDSID KNQIKLINLE SSTIEVILKN AIVYNSMYEN FSTSFWIKIP KYFSKINLN NEYTIINCIE NNSGWKVSLN YGEIIWTLQD NKQNIQRVVF KYSQMVNISD YINRWIFVTI TNNRLTKSKI Y INGRLIDQ ...文字列:
KNIVNTSILS IVYKKDDLID LSRYGAKINI GDRVYYDSID KNQIKLINLE SSTIEVILKN AIVYNSMYEN FSTSFWIKIP KYFSKINLN NEYTIINCIE NNSGWKVSLN YGEIIWTLQD NKQNIQRVVF KYSQMVNISD YINRWIFVTI TNNRLTKSKI Y INGRLIDQ KPISNLGNIH ASNKIMFKLD GCRDPRRYIM IKYFNLFDKE LNEKEIKDLY DSQSNSGILK DFWGNYLQYD KP YYMLNLF DPNKYVDVNN IGIRGYMYLK GPRGSVVTTN IYLNSTLYEG TKFIIKKYAS GNEDNIVRNN DRVYINVVVK NKE YRLATN ASQAGVEKIL SALEIPDVGN LSQVVVMKSK DDQGIRNKCK MNLQDNNGND IGFIGFHLYD NIAKLVASNW YNRQ VGKAS RTFGCSWEFI PVDDGWGESS L

UniProtKB: Botulinum neurotoxin

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分子 #4: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 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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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

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: 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）: 2.0 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

粒子像選択選択した数: 5101376
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.01 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 327081
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION

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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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