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- EMDB-38222: Cryo-EM structure of colibactin assembly line polyketide synthase... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-38222
タイトルCryo-EM structure of colibactin assembly line polyketide synthase ClbC (apo state)
マップデータ
試料
  • 複合体: apo-ClbC
    • タンパク質・ペプチド: Colibactin polyketide synthase ClbC
キーワードcolibactin / microbiome / polyketide synthase / colorectal cancer / NRPS-PKS hybrid / BIOSYNTHETIC PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


DIM/DIP cell wall layer assembly / fatty acid synthase activity / phosphopantetheine binding / 3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein] synthase activity / fatty acid biosynthetic process / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Polyketide synthase, C-terminal extension / Ketoacyl-synthetase C-terminal extension / : / Polyketide synthase, phosphopantetheine-binding domain / Phosphopantetheine attachment site / Beta-ketoacyl synthase / Ketosynthase family 3 (KS3) domain profile. / Beta-ketoacyl synthase, N-terminal / Beta-ketoacyl synthase, C-terminal / Polyketide synthase, beta-ketoacyl synthase domain ...Polyketide synthase, C-terminal extension / Ketoacyl-synthetase C-terminal extension / : / Polyketide synthase, phosphopantetheine-binding domain / Phosphopantetheine attachment site / Beta-ketoacyl synthase / Ketosynthase family 3 (KS3) domain profile. / Beta-ketoacyl synthase, N-terminal / Beta-ketoacyl synthase, C-terminal / Polyketide synthase, beta-ketoacyl synthase domain / Beta-ketoacyl synthase, N-terminal domain / Beta-ketoacyl synthase, C-terminal domain / Thiolase-like / Phosphopantetheine attachment site / Phosphopantetheine attachment site. / Phosphopantetheine attachment site / ACP-like superfamily / Carrier protein (CP) domain profile. / Phosphopantetheine binding ACP domain / Alpha/Beta hydrolase fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Colibactin polyketide synthase ClbC
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.06 Å
データ登録者Kim J / Kim M / Kang JY
資金援助 韓国, 2件
OrganizationGrant number国
National Research Foundation (NRF, Korea)NRF- 2019M3E5D6063908 韓国
National Research Foundation (NRF, Korea)NRF- 2020R1F1A107746211 韓国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2025
タイトル: Structural study on human microbiome-derived polyketide synthases that assemble genotoxic colibactin.
著者: Minjae Kim / Jinwoo Kim / Gyu Sung Lee / Paul Dominic B Olinares / Yougant Airan / Jasmine L Chow / Jongseok Park / Yujin Jeong / Jiho Park / Brian T Chait / Seth B Herzon / Chung Sub Kim / Jin Young Kang /
要旨: Colibactin, a human microbiome-derived genotoxin, promotes colorectal cancer by damaging the host gut epithelial genomes. While colibactin is synthesized via a hybrid non-ribosomal peptide synthetase ...Colibactin, a human microbiome-derived genotoxin, promotes colorectal cancer by damaging the host gut epithelial genomes. While colibactin is synthesized via a hybrid non-ribosomal peptide synthetase (NRPS)-polyketide synthase (PKS) pathway, known as pks or clb, the structural details of its biosynthetic enzymes remain limited, hindering our understanding of its biosynthesis and clinical application. In this study, we report the cryo-EM structures of two colibactin-producing PKS enzymes, ClbC and ClbI, captured in different reaction states using a substrate-mimic crosslinker. Our structural analysis revealed the binding sites of carrier protein (CP) domains of the ClbC and ClbI on their ketosynthase (KS) domains. Further, we identified a novel NRPS-PKS docking interaction between ClbI and its upstream enzyme, ClbH, mediated by the C-terminal peptide ClbH and the dimeric interface of ClbI, establishing a 1:2 stoichiometry. These findings advance our understanding of colibactin assembly line and provide broader insights into NRPS-PKS natural product biosynthesis mechanisms.
履歴
登録2023年12月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年5月21日-
マップ公開2025年5月21日-
更新2025年5月28日-
現状2025年5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_38222.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_38222.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.)
0.83 Å/pix.
x 360 pix.
= 297. Å		0.83 Å/pix.
x 360 pix.
= 297. Å		0.83 Å/pix.
x 360 pix.
= 297. 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: 0.825 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: 0.015
最小 - 最大-0.06088929 - 0.11949502
平均 (標準偏差)0.000027772436 (±0.0029202101)
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: 297.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_38222_msk_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: #2

ファイルemd_38222_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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_38222_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 : apo-ClbC

全体名称: apo-ClbC
要素
  • 複合体: apo-ClbC
    • タンパク質・ペプチド: Colibactin polyketide synthase ClbC

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超分子 #1: apo-ClbC

超分子名称: apo-ClbC / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 100 KDa

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分子 #1: Colibactin polyketide synthase ClbC

分子名称: Colibactin polyketide synthase ClbC / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 99.302961 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MGSSHHHHHH SSGLVPRGSH MASMTGGQQM GRGSEFELRR QALEYASEMN GMEIAIIGMA VRFPQSRTLH EFWHNIVQGK ECVTFFSEE ELLAEGVEQS TLDNPAYVRA KPYIEGICDF DAAFFGYSHK EAQTLDPKSR VLHEVAYHAL EDAGYAQRTS D LITGVFVG ...文字列:
MGSSHHHHHH SSGLVPRGSH MASMTGGQQM GRGSEFELRR QALEYASEMN GMEIAIIGMA VRFPQSRTLH EFWHNIVQGK ECVTFFSEE ELLAEGVEQS TLDNPAYVRA KPYIEGICDF DAAFFGYSHK EAQTLDPKSR VLHEVAYHAL EDAGYAQRTS D LITGVFVG ASEDVDWLRR SLSQIGGDAL NRFESGIYGH KDLLAHLIAY SLNLNGPVYS LYTSCSTSLS ATHIACRSLL FG ECDLALA GGITIDLPQK SGYFCQQGMI HSTDGHCRPF DSQASGTLFG DGAGVVVLRR LEDALAAGDR IYAVIRGSAV NND GKQKIG FVAPGHEGQK AVICAACHLA EVSPESIGYV ETHGTGTRIG DPIEFAALTE AFDTSHRQYC ALGAVKANIG HTHA AAGVA GLIKTALVLH HRTIPPLANY QMPNSKLDLA HSPFYIPIQP QEWPASRMPP RAGVSSFGIG GTNVHMILEG LNPAV RDDH DQVRAPVFIP LSAPSFEQLD ELTQQLTPLL ATLDASTLAY TQQVARPVFD CRRVIQVEND GTQAMLASLD NLMPDA PWG LHCPDLRTTN DCTYAQWLAH SAHYQREATA LTALLDGMNI PPAYCHAETW AAQANSSLLI RGCQTIAALK TWMNLLP TL TLLSGAGTGL LPAAAASGMI ATQDVLHLLW EMEQKALHLW LPERHEPIPG YVLAWQGNPI TDAQRNDRGF WSEALLAD T RELGEGVHSI NWVRLPPEIR EDVDVLRYVA QLWCAGINVD WAVWYGTPLP QRGSASAYPF AHNHYPLPGR VMGSVETQP EAGPETHHPY QARPVLSVPF VAAHSRGMQY ITGLMELLLE ISPVGVDDDF FELGGHSLLV TQLTSRLERD FNVHIDLLTL MENPNPRNI YAHIAAQLGG EDNLEIACQ

UniProtKB: Colibactin polyketide synthase ClbC

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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: 8
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMTristris
200.0 mMNaClsodium chloride
1.0 mMDTTdithiothreitol
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 10 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.026000000000000002 kPa / 詳細: negative
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 295 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / デジタル化 - サイズ - 横: 6000 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4000 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 12611 / 平均露光時間: 2.3 sec. / 平均電子線量: 58.85 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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: 4359102
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0.1) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL / In silico モデル: ab-initio reconstruction
最終 再構成使用したクラス数: 2 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.06 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 295478
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1.0)
最終 3次元分類クラス数: 4 / 平均メンバー数/クラス: 115725 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1.0)
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Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-8xbl:
Cryo-EM structure of colibactin assembly line polyketide synthase ClbC (apo state)

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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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