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- EMDB-43639: Cryo-EM structure of mammalian Thorase filament, 3-layer refinement -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-43639
タイトルCryo-EM structure of mammalian Thorase filament, 3-layer refinement
マップデータSharpened map from focused refinement of one turn of Thorase filament.
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Thorase filament
    • 複合体: Thorase monomer
      • タンパク質・ペプチド: Outer mitochondrial transmembrane helix translocase
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
キーワードfilament / AAA-ATPase / mitochondria / transmembrane / PROTEIN TRANSPORT
機能・相同性
機能・相同性情報


Class I peroxisomal membrane protein import / extraction of mislocalized protein from mitochondrial outer membrane / membrane protein dislocase activity / Translocases; Catalysing the translocation of amino acids and peptides; Linked to the hydrolysis of a nucleoside triphosphate / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / peroxisomal membrane / regulation of postsynaptic neurotransmitter receptor internalization / positive regulation of receptor internalization / learning / memory ...Class I peroxisomal membrane protein import / extraction of mislocalized protein from mitochondrial outer membrane / membrane protein dislocase activity / Translocases; Catalysing the translocation of amino acids and peptides; Linked to the hydrolysis of a nucleoside triphosphate / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / peroxisomal membrane / regulation of postsynaptic neurotransmitter receptor internalization / positive regulation of receptor internalization / learning / memory / mitochondrial outer membrane / postsynaptic membrane / postsynapse / glutamatergic synapse / ATP hydrolysis activity / mitochondrion / ATP binding
類似検索 - 分子機能
: / AAA ATPase, AAA+ lid domain / AAA+ lid domain / ATPase, AAA-type, conserved site / AAA-protein family signature. / ATPase family associated with various cellular activities (AAA) / ATPase, AAA-type, core / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Outer mitochondrial transmembrane helix translocase
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.25 Å
データ登録者Dar MA / Louder RK / Umanah GK / Dawson TM / Dawson VL
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute on Drug Abuse (NIH/NIDA)DA000266 米国
National Institutes of Health/National Institute on Drug Abuse (NIH/NIDA)DA044123 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)NS099362 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM Structure of AAA + ATPase Thorase Reveals Novel Helical Filament Formation.
著者: Mohamad Aasif Dar / Robert Louder / Marisol Cortes / Rong Chen / Qianqian Ma / Mayukh Chakrabarti / George K E Umanah / Ted M Dawson / Valina L Dawson /
要旨: The AAA+ (ATPases associated with a variety of cellular activities) ATPase, Thorase, also known as ATAD1, plays multiple roles in synaptic plasticity, mitochondrial quality control and mTOR signaling ...The AAA+ (ATPases associated with a variety of cellular activities) ATPase, Thorase, also known as ATAD1, plays multiple roles in synaptic plasticity, mitochondrial quality control and mTOR signaling through disassembling protein complexes like AMPAR and mTORC1 in an ATP-dependent manner. The Oligomerization of Thorase is crucial for its disassembly and remodeling functions. We show that wild-type Thorase forms long helical filaments , dependent on ATP binding but not hydrolysis. We report the Cryogenic Electron Microscopy (cryo-EM) structure of the Thorase filament at a resolution of 4 Å, revealing the dimeric arrangement of the basic repeating unit that is formed through a distinct interface compared to the hexameric MSP1/ATAD1E193Q assembly. Structure-guided mutagenesis confirms the role of critical amino acid residues required for filament formation, oligomerization and disassembly of mTORC1 protein complex. Together, our data reveals a novel filament structure of Thorase and provides critical information that elucidates the mechanism underlying Thorase filament formation and Thorase-mediated disassembly of the mTORC1 complex.
履歴
登録2024年2月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年12月11日-
マップ公開2024年12月11日-
更新2024年12月11日-
現状2024年12月11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_43639.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_43639.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened map from focused refinement of one turn of Thorase filament.
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.)
1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 Å		1.08 Å/pix.
x 256 pix.
= 276.48 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: 1.08 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: 0.2
最小 - 最大-0.022879366 - 2.1199663
平均 (標準偏差)0.0017960608 (±0.031300843)
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: 276.48 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_43639_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: Half map 2 from focused refinement of one turn of Thorase filament.

ファイルemd_43639_half_map_1.map
注釈Half map 2 from focused refinement of one turn of Thorase filament.
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: Half map 1 from focused refinement of one turn of Thorase filament.

ファイルemd_43639_half_map_2.map
注釈Half map 1 from focused refinement of one turn of Thorase filament.
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 : Thorase filament

全体名称: Thorase filament
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Thorase filament
    • 複合体: Thorase monomer
      • タンパク質・ペプチド: Outer mitochondrial transmembrane helix translocase
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER

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超分子 #1: Thorase filament

超分子名称: Thorase filament / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 360 KDa

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超分子 #2: Thorase monomer

超分子名称: Thorase monomer / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Outer mitochondrial transmembrane helix translocase

分子名称: Outer mitochondrial transmembrane helix translocase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
EC番号: Translocases; Catalysing the translocation of amino acids and peptides; Linked to the hydrolysis of a nucleoside triphosphate
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 36.226664 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: IDPTRKQKVE AQKQAEKLMK QIGVKNVKLS EYEMSIAAHL VDPLNMHVTW SDIAGLDDVI TDLKDTVILP IKKKHLFENS RLLQPPKGV LLYGPPGCGK TLIAKATAKE AGCRFINLQP STLTDKWYGE SQKLAAAVFS LAIKLQPSII FIDEIDSFLR N RSSSDHEA ...文字列:
IDPTRKQKVE AQKQAEKLMK QIGVKNVKLS EYEMSIAAHL VDPLNMHVTW SDIAGLDDVI TDLKDTVILP IKKKHLFENS RLLQPPKGV LLYGPPGCGK TLIAKATAKE AGCRFINLQP STLTDKWYGE SQKLAAAVFS LAIKLQPSII FIDEIDSFLR N RSSSDHEA TAMMKAQFMS LWDGLDTDHS CQVIVMGATN RPQDLDSAIM RRMPTRFHIN QPALKQREAI LKLILKNENV DR HVDLLEV AQETDGFSGS DLKEMCRDAA LLCVREYVNS TSEESHDEDE IRPVQQQDLH RAIEKMKKSK DAAFQNVLTH VCL D

UniProtKB: Outer mitochondrial transmembrane helix translocase

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分子 #2: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 6 / 式: AGS
分子量理論値: 523.247 Da
Chemical component information

ChemComp-AGS:
PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / ATP-γ-S / ATP-gamma-S, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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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1.2 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度名称式
100.0 mMTris hydrochloride
200.0 mMsodium chlorideNaCl
5.0 mMmagnesium chlorideMgCl2
5.0 mMTris(2-carboxyethyl)phosphineC9H15O6P
5.0 mMAdenosine 5'-(3-thiotriphosphate)

詳細: 100 mM Tris-Cl pH 7.5, 200 mM NaCl, 5.0 mM MgCl2, 5.0 mM TCEP, 5.0 mM ATP-gamma-S
グリッドモデル: EMS Lacey Carbon / 材質: COPPER / 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: LACEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR
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: Blotting time of 3.0 s, blotting force of 5.
詳細Thorase filaments were prepared by mixing purified Thorase monomers with 5 mM ATP-gamma-S, followed by 60 minutes incubation on ice.

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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: 4 / 実像数: 28295 / 平均露光時間: 4.0 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
詳細: Images were collected in counting mode, with 40 frames per 4 second movie.
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 倍率（補正後）: 46296 / 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）: 0.75 µm / 倍率（公称値）: 81000
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: 2105264
初期モデルモデルのタイプ: NONE
詳細: cryoSPARC helical reconstruction was used to generate the initial model without using a reference model.
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.25 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: 75556
初期 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: RELION
詳細: Helical reconstruction was used to generate the initial alignments of the boxed helical segments.
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION
詳細: Final angular assignment was refined without using helical reconstruction.
最終 3次元分類クラス数: 4 / 平均メンバー数/クラス: 58653 / ソフトウェア - 名称: RELION
詳細: Focused 3D classification within mask with local angular searches was used to select the final set of particles.
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PDB ID:

1_v4


Chain - Residue range: 66-355 / Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
詳細: Regions with pLDDT below 30 were trimmed from the initial model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8vxt:
Cryo-EM structure of mammalian Thorase filament, 3-layer refinement

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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)

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  • 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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