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- EMDB-44876: Cryo-EM structure of HCoV-HKU1 glycoprotein in complex with 9O-ac... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44876
タイトルCryo-EM structure of HCoV-HKU1 glycoprotein in complex with 9O-acetyl GD3 sialoglycan (DAU state)
マップデータ
試料
  • 複合体: Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: 5-acetamido-8-O-(5-acetamido-9-O-acetyl-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranonosyl)-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranosonic acid
キーワードHCoV-HKU1 spike glycoprotein ectodomain / proline stablized / VIRAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated virion attachment to host cell / endocytosis involved in viral entry into host cell / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / host cell plasma membrane / virion membrane / membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, murine hepatitis virus-like / Spike glycoprotein S2, coronavirus, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S2, intravirion / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus ...Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, murine hepatitis virus-like / Spike glycoprotein S2, coronavirus, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S2, intravirion / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Human coronavirus HKU1 (ウイルス)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.58 Å
データ登録者Jin M / Rini JM
資金援助 カナダ, 1件
OrganizationGrant number国
Canadian Institutes of Health Research (CIHR) カナダ
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Human coronavirus HKU1 spike structures reveal the basis for sialoglycan specificity and carbohydrate-promoted conformational changes.
著者: Min Jin / Zaky Hassan / Zhijie Li / Ying Liu / Aleksandra Marakhovskaia / Alan H M Wong / Adam Forman / Mark Nitz / Michel Gilbert / Hai Yu / Xi Chen / James M Rini /
要旨: The human coronavirus HKU1 uses both sialoglycoconjugates and the protein transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) as receptors. Carbohydrate binding leads to the spike protein up conformation ...The human coronavirus HKU1 uses both sialoglycoconjugates and the protein transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) as receptors. Carbohydrate binding leads to the spike protein up conformation required for TMPRSS2 binding, an outcome suggesting a distinct mechanism for driving fusion of the viral and host cell membranes. Nevertheless, the conformational changes promoted by carbohydrate binding have not been fully elucidated and the basis for HKU1's carbohydrate binding specificity remains unknown. Reported here are high resolution cryo-EM structures of the HKU1 spike protein trimer in its apo form and in complex with the carbohydrate moiety of a candidate carbohydrate receptor, the 9-O-acetylated GD3 ganglioside. The structures show that the spike monomer can exist in four discrete conformational states and that progression through them would promote the up conformation upon carbohydrate binding. We also show that a six-amino-acid insert is a determinant of HKU1's specificity for gangliosides containing a 9-O-acetylated α2-8-linked disialic acid moiety and that HKU1 shows weak affinity for the 9-O-acetylated sialic acids found on decoy receptors such as mucins.
履歴
登録2024年5月14日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年5月14日-
マップ公開2025年5月14日-
更新2025年5月21日-
現状2025年5月21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_44876.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_44876.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 166.4 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

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明度
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その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.03 Å/pix.
x 352 pix.
= 362.56 Å		1.03 Å/pix.
x 352 pix.
= 362.56 Å		1.03 Å/pix.
x 352 pix.
= 362.56 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

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ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.03 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-0.6309104 - 1.9928365
平均 (標準偏差)-0.000079459416 (±0.054892283)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ352352352
Spacing352352352
セルA=B=C: 362.56 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_44876_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_44876_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)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_44876_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 : Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein

全体名称: Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein
要素
  • 複合体: Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: 5-acetamido-8-O-(5-acetamido-9-O-acetyl-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranonosyl)-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranosonic acid

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超分子 #1: Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein

超分子名称: Human coronavirus HKU1 spike glycoprotein / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
詳細: Ectodomain generated by recombinant expression in HEK293 Freestyle cells
由来(天然)生物種: Human coronavirus HKU1 (ウイルス)
分子量理論値: 457.593 KDa

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分子 #1: Spike glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Human coronavirus HKU1 (ウイルス)
分子量理論値: 150.632734 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: VIGDFNCTNF AINDLNTTVP RISEYVVDVS YGLGTYYILD RVYLNTTILF TGYFPKSGAN FRDLSLKGTT YLSTLWYQKP FLSDFNNGI FSRVKNTKLY VNKTLYSEFS TIVIGSVFIN NSYTIVVQPH NGVLEITACQ YTMCEYPHTI CKSKGSSRNE S WHFDKSEP ...文字列:
VIGDFNCTNF AINDLNTTVP RISEYVVDVS YGLGTYYILD RVYLNTTILF TGYFPKSGAN FRDLSLKGTT YLSTLWYQKP FLSDFNNGI FSRVKNTKLY VNKTLYSEFS TIVIGSVFIN NSYTIVVQPH NGVLEITACQ YTMCEYPHTI CKSKGSSRNE S WHFDKSEP LCLFKKNFTY NVSTDWLYFH FYQERGTFYA YYADSGMPTT FLFSLYLGTL LSHYYVLPLT CNAISSNTDN ET LQYWVTP LSKRQYLLKF DNRGVITNAV DCSSSFFSEI QCKTKSLLPN TGVYDLSGFT VKPVATVHRR IPDLPDCDID KWL NNFNVP SPLNWERKIF SNCNFNLSTL LRLVHTDSFS CNNFDESKIY GSCFKSIVLD KFAIPNSRRS DLQLGSSGFL QSSN YKIDT TSSSCQLYYS LPAINVTINN YNPSSWNRRY GFNNFNLSSH SVVYSRYCFS VNNTFCPCAK PSFASSCKSH KPPSA SCPI GTNYRSCEST TVLDHTDWCR CSCLPDPITA YDPRSCSQKK SLVGVGEHCA GFGVDEEKCG VLDGSYNVSC LCSTDA FLG WSYDTCVSNN RCNIFSNFIL NGINSGTTCS NDLLQPNTEV FTDVCVDYDL YGITGQGIFK EVSAVYYNSW QNLLYDS NG NIIGFKDFVT NKTYNIFPCY AGRVSAAFHQ NASSLALLYR NLKCSYVLNN ISLTTQPYFD SYLGCVFNAD NLTDYSVS S CALRMGSGFC VDYNSPSSSS SRRKRRSISA SYRFVTFEPF NVSFVNDSIE SVGGLYEIKI PTNFTIVGQE EFIQTNSPK VTIDCSLFVC SNYAACHDLL SEYGTFCDNI NSILDEVNGL LDTTQLHVAD TLMQGVTLSS NLNTNLHFDV DNINFKSLVG CLGPHCGSS SRSFFEDLLF DKVKLSDVGF VEAYNNCTGG SEIRDLLCVQ SFNGIKVLPP ILSESQISGY TTAATVAAMF P PWSAAAGI PFSLNVQYRI NGLGVTMDVL NKNQKLIATA FNNALLSIQN GFSAPNSALA KIQSVVNSNA QALNSLLQQL FN KFGAISS SLQEILSRLD PPEAQVQIDR LINGRLTALN AYVSQQLSDI SLVKFGAALA MEKVNECVKS QSPRINFCGN GNH ILSLVQ NAPYGLLFMH FSYKPISFKT VLVSPGLCIS GDVGIAPKQG YFIKHNDHWM FTGSSYYYPE PISDKNVVFM NTCS VNFTK APLVYLNHSV PKLSDFESEL SHWFKNQTSI APNLTLNLHT INATFLDLYY EMNLIQESIK SLNNSYINLK DIGTY EMYV KSGGYIPEAP RDGQAYVRKD GEWVLLSTFL NSGRAHHHHH HGAGGLNDIF EAQKIEWHED TAAA

UniProtKB: Spike glycoprotein

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分子 #5: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 31 / 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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分子 #6: 5-acetamido-8-O-(5-acetamido-9-O-acetyl-3,5-dideoxy-D-glycero-alp...

分子名称: 5-acetamido-8-O-(5-acetamido-9-O-acetyl-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranonosyl)-3,5-dideoxy-D-glycero-alpha-D-galacto-non-2-ulopyranosonic acid
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 3 / 式: A1AR1
分子量理論値: 642.561 Da

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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

濃度1.15 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
10.0 mMC4H11NO3Tris
50.0 mMNaClNaCl
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 20
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

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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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 36.0 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 / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm / 倍率（公称値）: 75000
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

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
詳細: A initial 3D map was generated by ab-initio reconstruction in cryoSPARC v4
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.58 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 158150
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-9bsy:
Cryo-EM structure of HCoV-HKU1 glycoprotein in complex with 9O-acetyl GD3 sialoglycan (DAU 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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