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- EMDB-45630: CryoEM structure of alkaline-inactivated nitrogenase MoFe-protein... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-45630
タイトルCryoEM structure of alkaline-inactivated nitrogenase MoFe-protein in complex with NafT
マップデータ
試料
  • 複合体: Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT molecule
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase associated factor T
  • リガンド: iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon
  • リガンド: FE(8)-S(7) CLUSTER
  • リガンド: FE (III) ION
  • リガンド: CHAPSO
  • リガンド: water
キーワードOxidoreductase / METAL BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


molybdenum-iron nitrogenase complex / nitrogenase / nitrogenase activity / nitrogen fixation / iron-sulfur cluster binding / ATP binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain, N-terminal / Domain of unknown function (DUF3364) / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Nitrogenase component 1, alpha chain / Nitrogenase component 1, conserved site / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 2. / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 1. / Nitrogenase/oxidoreductase, component 1 / : / Nitrogenase component 1 type Oxidoreductase
類似検索 - ドメイン・相同性
Uncharacterized protein / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
類似検索 - 構成要素
生物種Azotobacter vinelandii (窒素固定)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.33 Å
データ登録者Warmack RA / Rees DC
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM152765 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM143836 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural evolution of nitrogenase states under alkaline turnover.
著者: Rebeccah A Warmack / Douglas C Rees /
要旨: Biological nitrogen fixation, performed by the enzyme nitrogenase, supplies nearly 50% of the bioavailable nitrogen pool on Earth, yet the structural nature of the enzyme intermediates involved in ...Biological nitrogen fixation, performed by the enzyme nitrogenase, supplies nearly 50% of the bioavailable nitrogen pool on Earth, yet the structural nature of the enzyme intermediates involved in this cycle remains ambiguous. Here we present four high resolution cryoEM structures of the nitrogenase MoFe-protein, sampled along a time course of alkaline reaction mixtures under an acetylene atmosphere. This series of structures reveals a sequence of salient changes including perturbations to the inorganic framework of the FeMo-cofactor; depletion of the homocitrate moiety; diminished density around the S2B belt sulfur of the FeMo-cofactor; rearrangements of cluster-adjacent side chains; and the asymmetric displacement of the FeMo-cofactor. We further demonstrate that the nitrogenase associated factor T protein can recognize and bind an alkaline inactivated MoFe-protein in vitro. These time-resolved structures provide experimental support for the displacement of S2B and distortions of the FeMo-cofactor at the E-E intermediates of the substrate reduction mechanism, prior to nitrogen binding, highlighting cluster rearrangements potentially relevant to nitrogen fixation by biological and synthetic clusters.
履歴
登録2024年7月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年12月18日-
マップ公開2024年12月18日-
更新2025年6月4日-
現状2025年6月4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_45630.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_45630.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 729 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.)
0.65 Å/pix.
x 576 pix.
= 374.4 Å		0.65 Å/pix.
x 576 pix.
= 374.4 Å		0.65 Å/pix.
x 576 pix.
= 374.4 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: 0.65 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: 0.286
最小 - 最大-1.3215332 - 2.4593189
平均 (標準偏差)0.00019434924 (±0.052142072)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ576576576
Spacing576576576
セルA=B=C: 374.4 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: #2

ファイルemd_45630_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_45630_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 : Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT...

全体名称: Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT molecule
要素
  • 複合体: Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT molecule
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
    • タンパク質・ペプチド: Nitrogenase associated factor T
  • リガンド: iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon
  • リガンド: FE(8)-S(7) CLUSTER
  • リガンド: FE (III) ION
  • リガンド: CHAPSO
  • リガンド: water

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超分子 #1: Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT...

超分子名称: Heterotetrameric molybdenum-iron protein in complex with one NafT molecule
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii (窒素固定)
分子量理論値: 247 KDa

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分子 #1: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain

分子名称: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: nitrogenase
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii (窒素固定)
分子量理論値: 55.363043 KDa
配列文字列: MTGMSREEVE SLIQEVLEVY PEKARKDRNK HLAVNDPAVT QSKKCIISNK KSQPGLMTIR GCAYAGSKGV VWGPIKDMIH ISHGPVGCG QYSRAGRRNY YIGTTGVNAF VTMNFTSDFQ EKDIVFGGDK KLAKLIDEVE TLFPLNKGIS VQSECPIGLI G DDIESVSK ...文字列:
MTGMSREEVE SLIQEVLEVY PEKARKDRNK HLAVNDPAVT QSKKCIISNK KSQPGLMTIR GCAYAGSKGV VWGPIKDMIH ISHGPVGCG QYSRAGRRNY YIGTTGVNAF VTMNFTSDFQ EKDIVFGGDK KLAKLIDEVE TLFPLNKGIS VQSECPIGLI G DDIESVSK VKGAELSKTI VPVRCEGFRG VSQSLGHHIA NDAVRDWVLG KRDEDTTFAS TPYDVAIIGD YNIGGDAWSS RI LLEEMGL RCVAQWSGDG SISEIELTPK VKLNLVHCYR SMNYISRHME EKYGIPWMEY NFFGPTKTIE SLRAIAAKFD ESI QKKCEE VIAKYKPEWE AVVAKYRPRL EGKRVMLYIG GLRPRHVIGA YEDLGMEVVG TGYEFAHNDD YDRTMKEMGD STLL YDDVT GYEFEEFVKR IKPDLIGSGI KEKFIFQKMG IPFREMHSWD YSGPYHGFDG FAIFARDMDM TLNNPCWKKL QAPWE ASEG AEKVAASA

UniProtKB: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain

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分子 #2: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain

分子名称: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: nitrogenase
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii (窒素固定)
分子量理論値: 59.535879 KDa
配列文字列: MSQQVDKIKA SYPLFLDQDY KDMLAKKRDG FEEKYPQDKI DEVFQWTTTK EYQELNFQRE ALTVNPAKAC QPLGAVLCAL GFEKTMPYV HGSQGCVAYF RSYFNRHFRE PVSCVSDSMT EDAAVFGGQQ NMKDGLQNCK ATYKPDMIAV STTCMAEVIG D DLNAFINN ...文字列:
MSQQVDKIKA SYPLFLDQDY KDMLAKKRDG FEEKYPQDKI DEVFQWTTTK EYQELNFQRE ALTVNPAKAC QPLGAVLCAL GFEKTMPYV HGSQGCVAYF RSYFNRHFRE PVSCVSDSMT EDAAVFGGQQ NMKDGLQNCK ATYKPDMIAV STTCMAEVIG D DLNAFINN SKKEGFIPDE FPVPFAHTPS FVGSHVTGWD NMFEGIARYF TLKSMDDKVV GSNKKINIVP GFETYLGNFR VI KRMLSEM GVGYSLLSDP EEVLDTPADG QFRMYAGGTT QEEMKDAPNA LNTVLLQPWH LEKTKKFVEG TWKHEVPKLN IPM GLDWTD EFLMKVSEIS GQPIPASLTK ERGRLVDMMT DSHTWLHGKR FALWGDPDFV MGLVKFLLEL GCEPVHILCH NGNK RWKKA VDAILAASPY GKNATVYIGK DLWHLRSLVF TDKPDFMIGN SYGKFIQRDT LHKGKEFEVP LIRIGFPIFD RHHLH RSTT LGYEGAMQIL TTLVNSILER LDEETRGMQA TDYNHDLVR

UniProtKB: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain

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分子 #3: Nitrogenase associated factor T

分子名称: Nitrogenase associated factor T / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii (窒素固定)
分子量理論値: 15.154773 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MSWRILLCHK HPVSARLRFL IPTGGGVVLP QTLPRLAVIA EDQEAPVQCH PASALRALQE TMALGWQLEL IGEFRLNMEV PGQIMPIYL AALAGHELPP PPEGTRWIEL TQSIGMPWLD RELLRRVYEE LIGFGC

UniProtKB: Uncharacterized protein

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分子 #4: iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon

分子名称: iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: ICS
分子量理論値: 787.451 Da
Chemical component information

ChemComp-ICE:
iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon

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分子 #5: FE(8)-S(7) CLUSTER

分子名称: FE(8)-S(7) CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: CLF
分子量理論値: 671.215 Da
Chemical component information

ChemComp-CLF:
FE(8)-S(7) CLUSTER

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分子 #6: FE (III) ION

分子名称: FE (III) ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: FE
分子量理論値: 55.845 Da

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分子 #7: CHAPSO

分子名称: CHAPSO / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 2 / 式: 1N7
分子量理論値: 631.884 Da
Chemical component information

ChemComp-1N7:
CHAPSO / CHAPSO / 可溶化剤*YM

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分子 #8: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 712 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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6 mg/mL
緩衝液pH: 7.8
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 µm
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: INSILICO MODEL
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.33 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 78918
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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