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- EMDB-42830: Straight actin filament from Arp2/3 branch junction sample (ADP-BeFx) -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-42830
タイトルStraight actin filament from Arp2/3 branch junction sample (ADP-BeFx)
マップデータcryosparc final reconstruction, sharpened
試料
  • 複合体: Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state)
    • 複合体: Arp2/3 complex
    • 細胞器官・細胞要素: Actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION
キーワードactin / arp2/3 / cytoskeleton / branch / CYTOSOLIC PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


cytoskeletal motor activator activity / tropomyosin binding / myosin heavy chain binding / mesenchyme migration / troponin I binding / filamentous actin / actin filament bundle / skeletal muscle thin filament assembly / actin filament bundle assembly / striated muscle thin filament ...cytoskeletal motor activator activity / tropomyosin binding / myosin heavy chain binding / mesenchyme migration / troponin I binding / filamentous actin / actin filament bundle / skeletal muscle thin filament assembly / actin filament bundle assembly / striated muscle thin filament / skeletal muscle myofibril / actin monomer binding / skeletal muscle fiber development / stress fiber / titin binding / actin filament polymerization / filopodium / actin filament / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / calcium-dependent protein binding / lamellipodium / cell body / hydrolase activity / protein domain specific binding / calcium ion binding / positive regulation of gene expression / magnesium ion binding / ATP binding / identical protein binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Actin, alpha skeletal muscle
類似検索 - 構成要素
生物種Schizosaccharomyces pombe (分裂酵母) / Gallus gallus (ニワトリ) / Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.6 Å
データ登録者Chavali SS / Chou SZ / Sindelar CV
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM136656 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM026338 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM110530 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM structures reveal how phosphate release from Arp3 weakens actin filament branches formed by Arp2/3 complex.
著者: Sai Shashank Chavali / Steven Z Chou / Wenxiang Cao / Thomas D Pollard / Enrique M De La Cruz / Charles V Sindelar /
要旨: Arp2/3 complex nucleates branched actin filaments for cell and organelle movements. Here we report a 2.7 Å resolution cryo-EM structure of the mature branch junction formed by S. pombe Arp2/3 ...Arp2/3 complex nucleates branched actin filaments for cell and organelle movements. Here we report a 2.7 Å resolution cryo-EM structure of the mature branch junction formed by S. pombe Arp2/3 complex that provides details about interactions with both mother and daughter filaments. We determine a second structure at 3.2 Å resolution with the phosphate analog BeF bound with ADP to Arp3 and ATP bound to Arp2. In this ADP-BeF transition state the outer domain of Arp3 is rotated 2° toward the mother filament compared with the ADP state and makes slightly broader contacts with actin in both the mother and daughter filaments. Thus, dissociation of P from the ADP-P transition state reduces the interactions of Arp2/3 complex with the actin filaments and may contribute to the lower mechanical stability of mature branch junctions with ADP bound to the Arps. Our structures also reveal that the mother filament in contact with Arp2/3 complex is slightly bent and twisted, consistent with the preference of Arp2/3 complex binding curved actin filaments. The small degree of twisting constrains models of actin filament mechanics.
履歴
登録2023年11月14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3月20日-
現状2024年3月20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_42830.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_42830.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈cryosparc final reconstruction, sharpened
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.)
1.35 Å/pix.
x 256 pix.
= 344.576 Å		1.35 Å/pix.
x 256 pix.
= 344.576 Å		1.35 Å/pix.
x 256 pix.
= 344.576 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: 1.346 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: 0.3
最小 - 最大-1.0769811 - 1.989544
平均 (標準偏差)0.001641151 (±0.06225886)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 344.576 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: cryosparc final reconstruction, no sharpening

ファイルemd_42830_additional_1.map
注釈cryosparc final reconstruction, no sharpening
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: cryosparc first half-map reconstruction

ファイルemd_42830_half_map_1.map
注釈cryosparc first half-map reconstruction
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: cryosparc second half-map reconstruction

ファイルemd_42830_half_map_2.map
注釈cryosparc second half-map reconstruction
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 : Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state)

全体名称: Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state)
要素
  • 複合体: Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state)
    • 複合体: Arp2/3 complex
    • 細胞器官・細胞要素: Actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION

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超分子 #1: Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state)

超分子名称: Arp2/3 branch complex (ADP-BeFx state) / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
詳細: S. pombe arp2/3 complex (ADP-Befx state) in a branch junction with chicken skeletal actin mother and daughter filaments (ADP-BeFx state)

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超分子 #2: Arp2/3 complex

超分子名称: Arp2/3 complex / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 詳細: S. pombe arp2/3 complex (ADP state)
由来(天然)生物種: Schizosaccharomyces pombe (分裂酵母)

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超分子 #3: Actin

超分子名称: Actin / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1 / 詳細: Actin mother and daughter filaments
由来(天然)生物種: Gallus gallus (ニワトリ)

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分子 #1: Actin, alpha skeletal muscle

分子名称: Actin, alpha skeletal muscle / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 9 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
由来(天然)生物種: Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
分子量理論値: 41.51634 KDa
配列文字列: ETTALVCDNG SGLVKAGFAG DDAPRAVFPS IVGRPRHQGV MVGMGQKDSY VGDEAQSKRG ILTLKYPIE(HIC) GIITNW DDM EKIWHHTFYN ELRVAPEEHP TLLTEAPLNP KANREKMTQI MFETFNVPAM YVAIQAVLSL YASGRTTGIV LDSGDGV TH ...文字列:
ETTALVCDNG SGLVKAGFAG DDAPRAVFPS IVGRPRHQGV MVGMGQKDSY VGDEAQSKRG ILTLKYPIE(HIC) GIITNW DDM EKIWHHTFYN ELRVAPEEHP TLLTEAPLNP KANREKMTQI MFETFNVPAM YVAIQAVLSL YASGRTTGIV LDSGDGV TH NVPIYEGYAL PHAIMRLDLA GRDLTDYLMK ILTERGYSFV TTAEREIVRD IKEKLCYVAL DFENEMATAA SSSSLEKS Y ELPDGQVITI GNERFRCPET LFQPSFIGME SAGIHETTYN SIMKCDIDIR KDLYANNVMS GGTTMYPGIA DRMQKEITA LAPSTMKIKI IAPPERKYSV WIGGSILASL STFQQMWITK QEYDEAGPSI VHRKCF

UniProtKB: Actin, alpha skeletal muscle

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分子 #2: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 9 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 9 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION

分子名称: BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 9 / 式: BEF
分子量理論値: 66.007 Da
Chemical component information

ChemComp-BEF:
BERYLLIUM TRIFLUORIDE ION

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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
解析らせん対称体再構成法
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 / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: The samples were incubated on the grid for 50 s and the extra solution was blotted using two Vitrobot filter papers (0.55/20 mm, Grade 595, Ted Pella) for 4 s at 0 blot force. The grids were ...詳細: The samples were incubated on the grid for 50 s and the extra solution was blotted using two Vitrobot filter papers (0.55/20 mm, Grade 595, Ted Pella) for 4 s at 0 blot force. The grids were plunged into liquid ethane at ~180 degrees C with a wait time of 0.5 s..
詳細Actin monomers with bound Ca2+ were converted to Mg2+-actin by equilibrating with 50 micromolar MgCl2 and 0.2 mM EGTA (pH 7.5) for 10 min on ice. Actin was polymerized in the presence of capping protein (CP) by sequentially mixing 8.75 micromolar Mg-ATP-actin monomers with 0.75 micromolar CP and equilibrated at room temperature for 1 h. In parallel, Arp2/3 complex (0.4 micromolar) in QB buffer was activated by mixing 0.85 micromolar GCN4-VCA and 50 micromolar ATP and incubated at 4 degrees for 1 h. The capped actin filaments sample was then gently mixed with an equal volume of activated Arp2/3 complex sample using cut pipette tips and equilibrated at 4 degrees for 5 min. Daughter filaments were formed and elongated in the presence of CP by adding 0.25 micromolar Mg-actin monomers, 50 micromolar ATP, and 40 nM CP and incubated for 5 min at room temperature. This step was subsequently repeated 4 more times, then aged for ~90 min before preparing grids for cryo-EM data collection. A final concentration of 2 mM BeFx (prepared using 2 mM BeSO4 and 10 mM NaF) was added during the 4th step of daughter filament formation (as mentioned above).

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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 / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
詳細: Electron micrographs for image reconstructions were collected using Titan Krios equipped with X-cold field emission gun at 300 kV, Gatan image filter with slit width of 20 eV and a nanoprobe.
詳細The vitrified grids were screened for sample homogeneity and ice thickness in a Glacios 200 kV transmission electron microscope equipped with Gatan K2 summit camera. Electron micrographs for image reconstructions were collected using Titan Krios equipped with X-cold field emission gun at 300 kV, Gatan image filter with slit width of 20 eV and a nanoprobe.
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 8519 / 平均露光時間: 3.3 sec. / 平均電子線量: 51.4 e/Å2
詳細: Each movie contains 41 frames with a frame time of 0.08 s. A dose rate of 28.4 counts/pixel/s and a physical pixel size of 1.346 Angstroms was used.
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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm / 倍率（公称値）: 64000
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

最終 再構成使用したクラス数: 1
想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 27.38 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -166.74 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0)
詳細: For the final 3D reconstruction, no helical symmetry was applied
使用した粒子像数: 543085
Segment selection選択した数: 1611831
初期モデルモデルのタイプ: NONE
詳細: These particles were subjected to 3-dimensional structure refinement and classification using 'Ab-initio 3D reconstruction' (10 classes)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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