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- EMDB-47202: Structure of the native PLP synthase subunit PdxS from Methanosar... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-47202
タイトルStructure of the native PLP synthase subunit PdxS from Methanosarcina acetivorans
マップデータNative PLP synthase subunit PdxS from Methanosarcina acetivorans
試料
  • 複合体: Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase
    • タンパク質・ペプチド: Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS
キーワードpyridoxal 5'-phosphate synthase / TIM barrel / vitamer biosynthesis / BIOSYNTHETIC PROTEIN / LYASE
機能・相同性
機能・相同性情報


amine-lyase activity / pyridoxal 5'-phosphate synthase (glutamine hydrolysing) / pyridoxal 5'-phosphate synthase (glutamine hydrolysing) activity / pyridoxal phosphate biosynthetic process / pyridoxine biosynthetic process / amino acid metabolic process
類似検索 - 分子機能
Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS/SNZ / PdxS/SNZ N-terminal domain / SOR/SNZ family / PdxS/SNZ family signature. / PdxS/SNZ family profile. / Ribulose-phosphate binding barrel / Aldolase-type TIM barrel
類似検索 - ドメイン・相同性
Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS
類似検索 - 構成要素
生物種Methanosarcina acetivorans C2A (古細菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.38 Å
データ登録者Agnew A / Humm E / Zhou K / Gunsalus R / Zhou ZH
資金援助 米国, 5件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM071940 米国
National Science Foundation (NSF, United States)1911781 米国
Department of Energy (DOE, United States)DE-FC-02-02ER63421 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)T32GM145388 米国
National Institutes of Health/National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIH/NIDCR)T90DE030860 米国
引用ジャーナル: mBio / 年: 2025
タイトル: Structure and identification of the native PLP synthase complex from lysate.
著者: Angela Agnew / Ethan Humm / Kang Zhou / Robert P Gunsalus / Z Hong Zhou /
要旨: Many protein-protein interactions behave differently in biochemically purified forms as compared to their states. As such, determining native protein structures may elucidate structural states ...Many protein-protein interactions behave differently in biochemically purified forms as compared to their states. As such, determining native protein structures may elucidate structural states previously unknown for even well-characterized proteins. Here, we apply the bottom-up structural proteomics method, , toward a model methanogenic archaeon. While they are keystone organisms in the global carbon cycle and active members of the human microbiome, there is a general lack of characterization of methanogen enzyme structure and function. Through the approach, we successfully reconstructed and identified the native pyridoxal 5'-phosphate (PLP) synthase (PdxS) complex directly from cryogenic electron microscopy (cryo-EM) images of fractionated cellular lysate. We found that the native PdxS complex exists as a homo-dodecamer of PdxS subunits, and the previously proposed supracomplex containing both the synthase (PdxS) and glutaminase (PdxT) was not observed in cellular lysate. Our structure shows that the native PdxS monomer fashions a single 8α/8β TIM-barrel domain, surrounded by seven additional helices to mediate solvent and interface contacts. A density is present at the active site in the cryo-EM map and is interpreted as ribose 5-phosphate. In addition to being the first reconstruction of the PdxS enzyme from a heterogeneous cellular sample, our results reveal a departure from previously published archaeal PdxS crystal structures, lacking the 37-amino-acid insertion present in these prior cases. This study demonstrates the potential of applying the workflow to capture native structural states at atomic resolution for archaeal systems, for which traditional biochemical sample preparation is nontrivial.IMPORTANCEArchaea are one of the three domains of life, classified as a phylogenetically distinct lineage. There is a paucity of known enzyme structures from organisms of this domain, and this is often exacerbated by characteristically difficult growth conditions and a lack of readily available molecular biology toolkits to study proteins in archaeal cells. As a result, there is a gap in knowledge concerning the mechanisms governing archaeal protein behavior and their impacts on both the environment and human health; case in point, the synthesis of the widely utilized cofactor pyridoxal 5'-phosphate (PLP; a vitamer of vitamin B6, which humans cannot produce). By leveraging the power of single-particle cryo-EM and map-to-primary sequence identification, we determine the native structure of PLP synthase from cellular lysate. Our workflow allows the (i) rapid examination of new or less characterized systems with minimal sample requirements and (ii) discovery of structural states inaccessible by recombinant expression.
履歴
登録2024年10月7日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年10月30日-
マップ公開2024年10月30日-
更新2025年1月22日-
現状2025年1月22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_47202.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_47202.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Native PLP synthase subunit PdxS from Methanosarcina acetivorans
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.)
1.1 Å/pix.
x 300 pix.
= 330. Å		1.1 Å/pix.
x 300 pix.
= 330. Å		1.1 Å/pix.
x 300 pix.
= 330. 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: 1.1 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: 0.403
最小 - 最大-2.5143228 - 3.144018
平均 (標準偏差)0.0003435644 (±0.08823045)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 330.0 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_47202_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 B

ファイルemd_47202_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_47202_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 : Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase

全体名称: Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase
要素
  • 複合体: Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase
    • タンパク質・ペプチド: Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS

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超分子 #1: Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase

超分子名称: Homo-dodecameric complex of the PdxS subunit of PLP synthase
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: Native PdxS enriched from M. acetivorans lysate
由来(天然)生物種: Methanosarcina acetivorans C2A (古細菌) / 株: C2A
分子量理論値: 387 KDa

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分子 #1: Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS

分子名称: Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO
EC番号: pyridoxal 5'-phosphate synthase (glutamine hydrolysing)
由来(天然)生物種: Methanosarcina acetivorans C2A (古細菌) / 株: C2A
分子量理論値: 30.986889 KDa
配列文字列: HGTELIKRGF ARMQKGGVIM DVTTPEQARI AEEAGAVAVM ALQAVPADIR KAGGVARMAD PEIVQQIIET VTIPVMAKAR IGHFVEAEI LEALGVDMVD ESEVLTPADP FYHIDKTQFT VPFVCGARNL GEALRRINEG AAMIRTKGEA GTGDVSQAVK H MKQIQGEI ...文字列:
HGTELIKRGF ARMQKGGVIM DVTTPEQARI AEEAGAVAVM ALQAVPADIR KAGGVARMAD PEIVQQIIET VTIPVMAKAR IGHFVEAEI LEALGVDMVD ESEVLTPADP FYHIDKTQFT VPFVCGARNL GEALRRINEG AAMIRTKGEA GTGDVSQAVK H MKQIQGEI RALAGKTKEE LIMVAREIEA PIELVVETAK MQRLPVVNFA AGGVATPADA ALMMRLGADG VFVGSGIFKA EN PEKMAKA VVEAVNNYDN PVKLAEISKG VGAGMKGISA DMIPAQEALQ ERGW

UniProtKB: Pyridoxal 5'-phosphate synthase subunit PdxS

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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

緩衝液pH: 7.4
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細This sample was heterogeneous; multiple other proteins were present on grids.

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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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 45.0 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 / 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）: 1.8 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成想定した対称性 - 点群: D6 (2回x6回 2面回転対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.38 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3.1) / 使用した粒子像数: 99971
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.3.1)
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:

6-f1


Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化温度因子: 157
得られたモデル

PDB-9dvf:
Structure of the native PLP synthase subunit PdxS from Methanosarcina acetivorans

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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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