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万見
- EMDB-47179: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabil... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-47179
タイトルCryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
マップデータB-factor sharpened map of wild-type actin filament
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
    • 複合体: ACTA1 F-actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
    • 複合体: phalloidin
      • タンパク質・ペプチド: phalloidin
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードActin / cardiomyopathy / contractility / muscle / sarcomere / STRUCTURAL PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


skeletal muscle fiber adaptation / Formation of the dystrophin-glycoprotein complex (DGC) / cellular response to potassium ion / Striated Muscle Contraction / response to steroid hormone / myosin binding / mesenchyme migration / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / response to mechanical stimulus ...skeletal muscle fiber adaptation / Formation of the dystrophin-glycoprotein complex (DGC) / cellular response to potassium ion / Striated Muscle Contraction / response to steroid hormone / myosin binding / mesenchyme migration / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / response to mechanical stimulus / stress fiber / skeletal muscle fiber development / muscle contraction / sarcomere / filopodium / actin filament / ADP binding / 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 / structural constituent of cytoskeleton / lamellipodium / actin cytoskeleton / cell body / blood microparticle / hydrolase activity / positive regulation of gene expression / extracellular space / extracellular exosome / ATP binding / cytosol
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Homo sapiens (ヒト) / Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
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: 3.4 Å
データ登録者Garg A / Greenberg MJ / Zhang R
資金援助 米国, フランス, 15件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL007081 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL007227 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)GM138448 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM138854 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL141086 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL141086 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL138466 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL139714 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL151078 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL161185 米国
Leducq Foundation20CVD02 フランス
Burroughs Wellcome Fund1014782 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalCH-II-2015-462 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalCH-II-2017-628 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalPM-LI-2019-829 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2024
タイトル: Dilated cardiomyopathy-associated skeletal muscle actin (ACTA1) mutation R256H disrupts actin structure and function and causes cardiomyocyte hypocontractility.
著者: Ankit Garg / Silvia Jansen / Lina Greenberg / Rui Zhang / Kory J Lavine / Michael J Greenberg /
要旨: Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with ...Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with combined cardiac and skeletal myopathies have been reported, but ACTA1 represents only ~20% of the total actin pool in cardiomyocytes, making its role in cardiomyopathy controversial. Here we demonstrate how a mutation in an actin isoform expressed at low levels in cardiomyocytes can cause cardiomyopathy by focusing on a unique ACTA1 variant, R256H. We previously identified this variant in a family with dilated cardiomyopathy, who had reduced systolic function without clinical skeletal myopathy. Using a battery of multiscale biophysical tools, we show that R256H has potent effects on ACTA1 function at the molecular scale and in human cardiomyocytes. Importantly, we demonstrate that R256H acts in a dominant manner, where the incorporation of small amounts of mutant protein into thin filaments is sufficient to disrupt molecular contractility, and that this effect is dependent on the presence of troponin and tropomyosin. To understand the structural basis of this change in regulation, we resolved a structure of R256H filaments using cryoelectron microscopy, and we see alterations in actin's structure that have the potential to disrupt interactions with tropomyosin. Finally, we show that human-induced pluripotent stem cell cardiomyocytes demonstrate reduced contractility and sarcomeric organization. Taken together, we demonstrate that R256H has multiple effects on ACTA1 function that are sufficient to cause reduced contractility and establish a likely causative relationship between ACTA1 R256H and clinical cardiomyopathy.
履歴
登録2024年10月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年10月23日-
マップ公開2024年10月23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_47179.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_47179.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈B-factor sharpened map of wild-type actin 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.)
1.18 Å/pix.
x 400 pix.
= 473.6 Å		1.18 Å/pix.
x 400 pix.
= 473.6 Å		1.18 Å/pix.
x 400 pix.
= 473.6 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: 1.184 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: 1.2
最小 - 最大-4.598902 - 7.1670737
平均 (標準偏差)0.0034164048 (±0.14846376)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 473.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: original map of wild-type actin filament

ファイルemd_47179_additional_1.map
注釈original map of wild-type actin 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 map2 of wild-type actin filament

ファイルemd_47179_half_map_1.map
注釈half map2 of wild-type actin 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 map1 of wild-type actin filament

ファイルemd_47179_half_map_2.map
注釈half map1 of wild-type actin 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 : Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabil...

全体名称: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
    • 複合体: ACTA1 F-actin
      • タンパク質・ペプチド: Actin, alpha skeletal muscle
    • 複合体: phalloidin
      • タンパク質・ペプチド: phalloidin
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabil...

超分子名称: Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2

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超分子 #2: ACTA1 F-actin

超分子名称: ACTA1 F-actin / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: phalloidin

超分子名称: phalloidin / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Amanita phalloides (タマゴテングタケ) / Synthetically produced: Yes

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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: 6 / 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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 41.875633 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: DEDETTALVC DNGSGLVKAG FAGDDAPRAV FPSIVGRPRH QGVMVGMGQK DSYVGDEAQS KRGILTLKYP IE(HIC)GII TNW DDMEKIWHHT FYNELRVAPE EHPTLLTEAP LNPKANREKM TQIMFETFNV PAMYVAIQAV LSLYASGRTT GIVLDSG DG ...文字列:
DEDETTALVC DNGSGLVKAG FAGDDAPRAV FPSIVGRPRH QGVMVGMGQK DSYVGDEAQS KRGILTLKYP IE(HIC)GII TNW DDMEKIWHHT FYNELRVAPE EHPTLLTEAP LNPKANREKM TQIMFETFNV PAMYVAIQAV LSLYASGRTT GIVLDSG DG VTHNVPIYEG YALPHAIMRL DLAGRDLTDY LMKILTERGY SFVTTAEREI VRDIKEKLCY VALDFENEMA TAASSSSL E KSYELPDGQV ITIGNERFRC PETLFQPSFI GMESAGIHET TYNSIMKCDI DIRKDLYANN VMSGGTTMYP GIADRMQKE ITALAPSTMK IKIIAPPERK YSVWIGGSIL ASLSTFQQMW ITKQEYDEAG PSIVHRKCF

UniProtKB: Actin, alpha skeletal muscle

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分子 #2: phalloidin

分子名称: phalloidin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 7 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
分子量理論値: 808.899 Da
配列文字列:
W(EEP)A(DTH)C(HYP)A

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分子 #3: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 6 / 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 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 6 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

緩衝液pH: 7
構成要素:
濃度式名称
25.0 mMKClpotassium chloride
2.0 mMC14H24N2O10EGTA
60.0 mMC7H15NO4SMOPS
1.0 mMC4H10O2S2DTT
4.0 mMMgCl2magnesium chloride

詳細: 25 mM KCl, 2 mM EGTA, 60 mM MOPS (pH7), 1 mM DTT, and 4 mM MgCl2
グリッドモデル: PELCO Ultrathin Carbon with Lacey Carbon / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 15 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2709 / 平均露光時間: 11.63 sec. / 平均電子線量: 56.7 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 120000
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

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画像解析

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 27.557 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -166.900 °
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: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.4) / 使用した粒子像数: 1574745
Segment selectionソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.4)
詳細: Actin filaments were automatically picked from the micrographs using template based 'Filament tracer' in CryoSPARC
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: 'Ab-Initio Reconstruction' in CryoSPARC
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.4)
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:

6t1y


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9duu:
Cryo-EM structure of recombinant wildtype ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin

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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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