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- EMDB-46917: Cryo-EM structure of the heme/hemoglobin transporter ChuA, in com... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-46917
タイトルCryo-EM structure of the heme/hemoglobin transporter ChuA, in complex with de novo designed binder H3
マップデータMain Map
試料
  • 複合体: Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo designed binding protein G7
    • タンパク質・ペプチド: ChuA Binder H3
    • タンパク質・ペプチド: Outer membrane heme/hemoglobin receptor
キーワードTonB-dependent transporter / ChuA / Heme / Hemoglobin / Outer-membrane / de novo designed protein / binding protein / TRANSPORT PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


heme transmembrane transporter activity / siderophore uptake transmembrane transporter activity / cell outer membrane
類似検索 - 分子機能
TonB-dependent haem/haemoglobin receptor / TonB-dependent haemoglobin/transferrin/lactoferrin receptor / TonB-dependent receptor-like, beta-barrel / TonB dependent receptor-like, beta-barrel / TonB-dependent receptor (TBDR) proteins profile. / Vitamin B12 transporter BtuB-like / TonB-dependent receptor, plug domain superfamily / TonB-dependent receptor, plug domain / TonB-dependent Receptor Plug Domain / TonB-dependent receptor-like, beta-barrel domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Outer membrane heme/hemoglobin receptor
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / synthetic construct (人工物) / Escherichia coli CFT073 (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.51 Å
データ登録者Fox D / Venugopal H / Lupton CJ / Spicer BA / Grinter R
資金援助 オーストラリア, 2件
OrganizationGrant number国
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)APP1197376 オーストラリア
Australian Research Council (ARC)LE200100045, LE120100090 オーストラリア
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Inhibiting heme piracy by pathogenic Escherichia coli using de novo-designed proteins.
著者: Daniel R Fox / Kazem Asadollahi / Imogen Samuels / Bradley A Spicer / Ashleigh Kropp / Christopher J Lupton / Kevin Lim / Chunxiao Wang / Hari Venugopal / Marija Dramicanin / Gavin J Knott / Rhys Grinter /
要旨: Iron is an essential nutrient for most bacteria and is often growth-limiting during infection, due to the host sequestering free iron as part of the innate immune response. To obtain the iron ...Iron is an essential nutrient for most bacteria and is often growth-limiting during infection, due to the host sequestering free iron as part of the innate immune response. To obtain the iron required for growth, many bacterial pathogens encode transporters capable of extracting the iron-containing cofactor heme directly from host proteins. Pathogenic E. coli and Shigella spp. produce the outer membrane transporter ChuA, which binds host hemoglobin and extracts its heme cofactor, before importing heme into the cell. Heme extraction by ChuA is a dynamic process, with the transporter capable of rapidly extracting heme from hemoglobin in the absence of an external energy source, without forming a stable ChuA-hemoglobin complex. In this work, we utilise a combination of structural modelling, Cryo-EM, X-ray crystallography, mutagenesis, and phenotypic analysis to understand the mechanistic detail of this process. Based on this understanding we utilise artificial intelligence-based protein design to create binders capable of inhibiting E. coli growth by blocking hemoglobin binding to ChuA. By screening a limited number of these designs, we identify several binders that inhibit E. coli growth at low nanomolar concentrations, without experimental optimisation. We determine the structure of a subset of these binders, alone and in complex with ChuA, demonstrating that they closely match the computational design. This work demonstrates the utility of de novo-designed proteins for inhibiting bacterial nutrient uptake and uses a workflow that could be applied to integral membrane proteins in other organisms.
履歴
登録2024年9月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年5月21日-
マップ公開2025年5月21日-
更新2025年7月23日-
現状2025年7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_46917.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_46917.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 67 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Main Map
投影像・断面図

画像のコントロール

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コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.01 Å/pix.
x 260 pix.
= 262.6 Å		1.01 Å/pix.
x 260 pix.
= 262.6 Å		1.01 Å/pix.
x 260 pix.
= 262.6 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: 1.01 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: 0.748
最小 - 最大-4.032878 - 6.244221
平均 (標準偏差)0.0023011302 (±0.12822697)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ260260260
Spacing260260260
セルA=B=C: 262.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: DeepEMhancer map

ファイルemd_46917_additional_1.map
注釈DeepEMhancer 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 B

ファイルemd_46917_half_map_1.map
注釈Half map B
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 A

ファイルemd_46917_half_map_2.map
注釈Half map A
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 : Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo ...

全体名称: Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo designed binding protein G7
要素
  • 複合体: Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo designed binding protein G7
    • タンパク質・ペプチド: ChuA Binder H3
    • タンパク質・ペプチド: Outer membrane heme/hemoglobin receptor

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超分子 #1: Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo ...

超分子名称: Complex between the heme/hemoglobin transporter ChuA and de novo designed binding protein G7
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: CFT073

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分子 #1: ChuA Binder H3

分子名称: ChuA Binder H3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 13.139744 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
AKAEEAKARA AASREAAIAH VRELLKEQSD TPEMAELLRL FEAAEAADPL AAAAIAASYL AIQEYATAPP ETAATFEKYA YAAAAEAEA SPLPEAKRAA ELLRKLLDEA KAKRALEHHH HHH

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分子 #2: Outer membrane heme/hemoglobin receptor

分子名称: Outer membrane heme/hemoglobin receptor / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli CFT073 (大腸菌)
分子量理論値: 69.558164 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: TETMTVTATG NARSSFEAPM MVSVIDTSAP ENQTATSATD LLRHVPGITL DGTGRTNGQD VNMRGYDHRG VLVLVDGVRQ GTDTGHLNG TFLDPALIKR VEIVRGPSAL LYGSGALGGV ISYDTVDAKD LLQEGQSSGF RVFGTGGTGD HSLGLGASAF G RTENLDGI ...文字列:
TETMTVTATG NARSSFEAPM MVSVIDTSAP ENQTATSATD LLRHVPGITL DGTGRTNGQD VNMRGYDHRG VLVLVDGVRQ GTDTGHLNG TFLDPALIKR VEIVRGPSAL LYGSGALGGV ISYDTVDAKD LLQEGQSSGF RVFGTGGTGD HSLGLGASAF G RTENLDGI VAWSSRDRGD LRQSNGETAP NDESINNMLA KGTWQIDSAQ SLSGLVRYYN NDAREPKNPQ TVEASDSSNP MV DRSTIQR DAQLSYKLAP QGNDWLNADA KIYWSEVRIN AQNTGSSGEY REQITKGARL ENRSTLFADS FASHLLTYGG EYY RQEQHP GGATTGFPQA KIDFSSGWLQ DEITLRDLPI TLLGGTRYDS YRGSSDGYKD VDADKWSSRA GMTINPTNWL MLFG SYAQA FRAPTMGEMY NDSKHFSIGR FYTNYWVPNP NLRPETNETQ EYGFGLRFDD LMLSNDALEF KASYFDTKAK DYIST TVDF AAATTMSYNV PNAKIWGWDV MTKYTTDLFS LDVAYNRTRG KDTDTGEYIS SINPDTVTST LNIPIAHSGF SVGWVG TFA DRSTHISSSY SKQPGYGVND FYVSYQGQQA LKGMTTTLVL GNAFDKEYWS PQGIPQDGRN GKIFVSYQW

UniProtKB: Outer membrane heme/hemoglobin receptor

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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3.5 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度名称
0.1 MolarTris
0.15 MolarNaCl
0.01 %Dodecyl Maltoside
凍結凍結剤: ETHANE

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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: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 70.0 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: SPOT SCAN / 撮影モード: 4D-STEM / Cs: 2.7 mm
最大 デフォーカス（公称値）: 1.4000000000000001 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 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: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.51 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 333575
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)

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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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