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- EMDB-40305: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed... -

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登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-40305
タイトルCryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments
マップデータCryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments.
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments
    • タンパク質・ペプチド: Insulin B chain
    • タンパク質・ペプチド: Insulin A chain
キーワードamyloid-like fibril / SIGNALING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of NAD(P)H oxidase activity / negative regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of nitric oxide mediated signal transduction / negative regulation of fatty acid metabolic process / negative regulation of feeding behavior / Signaling by Insulin receptor / IRS activation / Insulin processing / regulation of protein secretion / positive regulation of peptide hormone secretion ...negative regulation of NAD(P)H oxidase activity / negative regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of nitric oxide mediated signal transduction / negative regulation of fatty acid metabolic process / negative regulation of feeding behavior / Signaling by Insulin receptor / IRS activation / Insulin processing / regulation of protein secretion / positive regulation of peptide hormone secretion / positive regulation of respiratory burst / negative regulation of acute inflammatory response / Regulation of gene expression in beta cells / alpha-beta T cell activation / regulation of amino acid metabolic process / negative regulation of respiratory burst involved in inflammatory response / negative regulation of protein secretion / positive regulation of dendritic spine maintenance / positive regulation of glycogen biosynthetic process / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / regulation of protein localization to plasma membrane / fatty acid homeostasis / negative regulation of gluconeogenesis / negative regulation of lipid catabolic process / Signal attenuation / FOXO-mediated transcription of oxidative stress, metabolic and neuronal genes / COPI-mediated anterograde transport / positive regulation of lipid biosynthetic process / negative regulation of oxidative stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / positive regulation of insulin receptor signaling pathway / nitric oxide-cGMP-mediated signaling / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / positive regulation of protein autophosphorylation / Insulin receptor recycling / transport vesicle / insulin-like growth factor receptor binding / neuron projection maintenance / endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / positive regulation of brown fat cell differentiation / positive regulation of protein metabolic process / NPAS4 regulates expression of target genes / activation of protein kinase B activity / positive regulation of glycolytic process / Insulin receptor signalling cascade / positive regulation of mitotic nuclear division / positive regulation of nitric-oxide synthase activity / positive regulation of cytokine production / positive regulation of long-term synaptic potentiation / acute-phase response / endosome lumen / Regulation of insulin secretion / positive regulation of D-glucose import / positive regulation of protein secretion / negative regulation of proteolysis / positive regulation of cell differentiation / regulation of transmembrane transporter activity / insulin receptor binding / wound healing / regulation of synaptic plasticity / negative regulation of protein catabolic process / hormone activity / positive regulation of neuron projection development / cognition / positive regulation of protein localization to nucleus / Golgi lumen / vasodilation / glucose metabolic process / cell-cell signaling / insulin receptor signaling pathway / glucose homeostasis / regulation of protein localization / positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity / PI5P, PP2A and IER3 Regulate PI3K/AKT Signaling / positive regulation of cell growth / protease binding / secretory granule lumen / positive regulation of MAPK cascade / positive regulation of phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B signal transduction / positive regulation of cell migration / G protein-coupled receptor signaling pathway / Amyloid fiber formation / endoplasmic reticulum lumen / Golgi membrane / negative regulation of gene expression / positive regulation of cell population proliferation / regulation of DNA-templated transcription / positive regulation of gene expression / extracellular space / extracellular region / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Insulin / Insulin family / Insulin-like / Insulin/IGF/Relaxin family / Insulin / insulin-like growth factor / relaxin family. / Insulin, conserved site / Insulin family signature. / Insulin-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Homo sapiens (ヒト)
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Wang LW / Hall C / Uchikawa E / Chen DL / Choi E / Zhang XW / Bai XC
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM130289 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM136976 米国
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2023
タイトル: Structural basis of insulin fibrillation.
著者: Liwei Wang / Catherine E Hall / Emiko Uchikawa / Dailu Chen / Eunhee Choi / Xuewu Zhang / Xiao-Chen Bai /
要旨: Insulin is a hormone responsible for maintaining normal glucose levels by activating insulin receptor (IR) and is the primary treatment for diabetes. However, insulin is prone to unfolding and ...Insulin is a hormone responsible for maintaining normal glucose levels by activating insulin receptor (IR) and is the primary treatment for diabetes. However, insulin is prone to unfolding and forming cross-β fibers. Fibrillation complicates insulin storage and therapeutic application. Molecular details of insulin fibrillation remain unclear, hindering efforts to prevent fibrillation process. Here, we characterized insulin fibrils using cryo-electron microscopy (cryo-EM), showing multiple forms that contain one or more of the protofilaments containing both the A and B chains of insulin linked by disulfide bonds. We solved the cryo-EM structure of one of the fibril forms composed of two protofilaments at 3.2-Å resolution, which reveals both the β sheet conformation of the protofilament and the packing interaction between them that underlie the fibrillation. On the basis of this structure, we designed several insulin mutants that display reduced fibrillation while maintaining native IR signaling activity. These designed insulin analogs may be developed into more effective therapeutics for type 1 diabetes.
履歴
登録2023年4月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年8月30日-
マップ公開2023年8月30日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_40305.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_40305.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 33.3 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments.
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 206 pix.
= 170.98 Å		0.83 Å/pix.
x 206 pix.
= 170.98 Å		0.83 Å/pix.
x 206 pix.
= 170.98 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: 0.017
最小 - 最大-0.04264341 - 0.073963016
平均 (標準偏差)0.00015444584 (±0.0022375959)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ206206206
Spacing206206206
セルA=B=C: 170.98 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: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is...

ファイルemd_40305_half_map_1.map
注釈Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments. Half map 1.
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: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is...

ファイルemd_40305_half_map_2.map
注釈Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments. Half map 2.
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 : Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed...

全体名称: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments
    • タンパク質・ペプチド: Insulin B chain
    • タンパク質・ペプチド: Insulin A chain

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超分子 #1: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed...

超分子名称: Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Insulin B chain

分子名称: Insulin B chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 16 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 3.433953 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
FVNQHLCGSH LVEALYLVCG ERGFFYTPKT

UniProtKB: Insulin

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分子 #2: Insulin A chain

分子名称: Insulin A chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 16 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 2.383698 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GIVEQCCTSI CSLYQLENYC N

UniProtKB: Insulin

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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filament

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試料調製

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 2
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300
凍結凍結剤: ETHANE

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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 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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 60.0 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）: 2.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.6 µm
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

粒子像選択選択した数: 551345
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Generated from RELION
最終 再構成解像度のタイプ: 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 / 使用した粒子像数: 56537
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8sbd:
Cryo-EM structure of insulin amyloid-like fibril that is composed of two antiparallel protofilaments

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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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