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- EMDB-49040: Cryo-EM map of the NAD(H)-bound Thermococcus sibiricus NfnABC complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-49040
タイトルCryo-EM map of the NAD(H)-bound Thermococcus sibiricus NfnABC complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex
    • タンパク質・ペプチド: NfnA
    • タンパク質・ペプチド: NfnB
    • タンパク質・ペプチド: NfnC
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN MONONUCLEOTIDE
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE
  • リガンド: ZINC ION
キーワードFlavin-based electron bifurcation / Bfu family / NfnABC / cryo-EM structures / flavo-FeS cluster / ELECTRON TRANSPORT
機能・相同性
機能・相同性情報


iron-sulfur cluster binding / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / ATP synthesis coupled electron transport / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / oxidoreductase activity / metal ion binding / membrane
類似検索 - 分子機能
NADP-reducing hydrogenase subunit HndA / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II, 4Fe-4S cluster / 4Fe-4S dicluster domain / Soluble ligand binding domain / SLBB domain / Alpha-helical ferredoxin / : / NADH-quinone oxidoreductase subunit 3, ferredoxin-like domain / Respiratory-chain NADH dehydrogenase 75 Kd subunit signature 1. ...NADP-reducing hydrogenase subunit HndA / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II / Dihydroprymidine dehydrogenase domain II, 4Fe-4S cluster / 4Fe-4S dicluster domain / Soluble ligand binding domain / SLBB domain / Alpha-helical ferredoxin / : / NADH-quinone oxidoreductase subunit 3, ferredoxin-like domain / Respiratory-chain NADH dehydrogenase 75 Kd subunit signature 1. / NADH:ubiquinone oxidoreductase, 75kDa subunit, conserved site / 2Fe-2S iron-sulfur cluster binding domain / NuoE domain / FAD/NAD(P)-binding domain / NADH-quinone oxidoreductase subunit E-like / NADH-quinone oxidoreductase subunit E, N-terminal / Pyridine nucleotide-disulphide oxidoreductase / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, iron-sulphur binding domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, iron-sulphur binding domain superfamily / NADH-ubiquinone oxidoreductase-F iron-sulfur binding region / NADH-ubiquinone oxidoreductase-F iron-sulfur binding region / Thioredoxin-like [2Fe-2S] ferredoxin / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, FMN-binding domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, FMN-binding domain superfamily / Nuo51 FMN-binding domain / 2Fe-2S ferredoxin-like superfamily / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain / FAD/NAD(P)-binding domain superfamily / Thioredoxin-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
NADH:ubiquinone oxidoreductase, NADH-binding subunit F / NADH:ubiquinone oxidoreductase, subunit E / Glutamate synthase beta chain-related oxidoreductase, containing 2Fe-2S and 4Fe-4S clusters
類似検索 - 構成要素
生物種Thermococcus sibiricus (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: 2.76 Å
データ登録者Xiao X / Li H
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Department of Energy (DOE, United States) 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2025
タイトル: Cryo-EM structures define the electron bifurcating flavobicluster and ferredoxin binding site in an archaeal Nfn-Bfu transhydrogenase.
著者: Xiansha Xiao / Gerrit J Schut / Xiang Feng / Diep M N Nguyen / Haiyan Huang / Shuning Wang / Huilin Li / Michael W W Adams /
要旨: Flavin-based electron bifurcation couples exergonic and endergonic redox reactions in one enzyme complex to circumvent thermodynamic barriers and minimize free energy loss. Two unrelated enzymes ...Flavin-based electron bifurcation couples exergonic and endergonic redox reactions in one enzyme complex to circumvent thermodynamic barriers and minimize free energy loss. Two unrelated enzymes designated NfnSL and NfnABC catalyze the NADPH-dependent reduction of ferredoxin and NAD. Bifurcation by NfnSL resides with a single FAD but the bifurcation mechanism of NfnABC, which represents the diverse and ubiquitous Bfu enzyme family, is completely different and largely unknown. Using cryo-EM structures of an archaeal NfnABC, we show that its bifurcation site is a flavobicluster consisting of FMN, one [4Fe-4S] and one [2Fe-2S] cluster where zinc atoms replace two additional clusters previously identified in other Bfu enzymes. NADH binds to the flavobicluster site of NfnABC and induces conformational changes that allow ferredoxin to bind between the C-terminal domains of NfnC and NfnB. Site-directed mutational analyses support the proposed mechanism that is likely conserved in all members of the Bfu enzyme family.
履歴
登録2025年2月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年5月7日-
マップ公開2025年5月7日-
更新2025年5月7日-
現状2025年5月7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_49040.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_49040.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 264.96 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 264.96 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 264.96 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: 0.828 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: 1.0
最小 - 最大-0.14058964 - 20.345690000000001
平均 (標準偏差)-0.037516013 (±0.5550397)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 264.96 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_49040_additional_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_49040_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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_49040_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 : Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex

全体名称: Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex
要素
  • 複合体: Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex
    • タンパク質・ペプチド: NfnA
    • タンパク質・ペプチド: NfnB
    • タンパク質・ペプチド: NfnC
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN MONONUCLEOTIDE
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex

超分子名称: Ternary complex of the NAD(H)-bound Tsi NfnABC complex
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: Thermococcus sibiricus (古細菌)

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分子 #1: NfnA

分子名称: NfnA / 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: Thermococcus sibiricus (古細菌)
分子量理論値: 107.91282 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MPRRRVSEMV KITVNGKEFE APKDKSLIEF LREITHVPGF CYTEAFDPYG SCRLCLVQTP RGITTSCTLK PMEGLSIETL SDEIIEMRK TALELILSDH YGDCIGPCQN GCPAHSDVQG YLALIAMGRY HEAVKLMKEK YILPAVLGRV CPAFCEEECR R NLVEEPLA ...文字列:
MPRRRVSEMV KITVNGKEFE APKDKSLIEF LREITHVPGF CYTEAFDPYG SCRLCLVQTP RGITTSCTLK PMEGLSIETL SDEIIEMRK TALELILSDH YGDCIGPCQN GCPAHSDVQG YLALIAMGRY HEAVKLMKEK YILPAVLGRV CPAFCEEECR R NLVEEPLA IRQLKRFAAD YDLENGPWMP EIPPSTGKRI AVVGGGPAGL ACAYYLRTMG HDVTIFDAMP HLGGMMRYGI PP YRLPKDV LDKDIATVIN TGIEVKTNTA LGKDIALEEL REQYDAVFLG VGAWKSRKMG IEGEDLDGVI HGTEFLRKVN MGE KVELGK RVIVVGGGNT AMDVARTALR LGADVTVVYR RSKSEMPANS REVEEAEEEG VKFMFLTNPV KIIGKEKVEE VELI KMKLG EPDASGRRRP MPIEGSEFRV KVDNVILAIG QYCDEEFLRT IGIEAKRGRV LVDEVTLQTN KEGVFAGGDL VLGPS TVIE SIATGRRAAI MIDLYLKGKL EKAREVLLDP SKHIEEVIYD EDLYRVLFDL RPYNHWKKVT EKDYEHVERK PRVKVK LLD PEIRKSNFKE VEPTMDEETV LTEAQRCMSC GCMEVFRCKL REYATLYDAK QDAFVGEQNK FEIDETHPNV VLDNNKC VL CGQCVNFTHE IAREGIVDYL FRGFKTYIGP QLGERLEDQK GVFIGELTDI CPVGAITEKL PFVKPGPWKT QPVKTVCN G CSFACEMNIE VYNDILVRAS SRKDSWNGYI CDYCRFERPW AQDIAQPILK GNAVSWEDAE KFLEEKECAL ILTPSLTNE EIMFLKELAE RKGIPIGSTI DGEGSTATLE DIRNAKRVLL KVNIEKYPLL KLLLKGKEIV EEGYEVAIIE GPAEPMDVPT LILHDGVNA TGLIKAGVTG IPEAKAYVVI GNSPAISKLK GEYLILPSGL WAEKEGTVTN AFGMDLKVKK ARKAHYDVKS L FNF

UniProtKB: Glutamate synthase beta chain-related oxidoreductase, containing 2Fe-2S and 4Fe-4S clusters

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分子 #2: NfnB

分子名称: NfnB / 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: Thermococcus sibiricus (古細菌)
分子量理論値: 66.237703 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MSEIKAIAVG MNSCGIAAGA RETYEAVKEE LEKRNLDIKL KIVGCVGMCY REPLLDIITD NEIITYGHVT PDRVPRIIEE HVINGKPIE DWVVKKDWWE NGQRKTWDFD GYFVKQKKIV LENSGYIDPE NIEEYIAAGG YEALKKAFKM KPEEIIDFIT K SGLRGRGG ...文字列:
MSEIKAIAVG MNSCGIAAGA RETYEAVKEE LEKRNLDIKL KIVGCVGMCY REPLLDIITD NEIITYGHVT PDRVPRIIEE HVINGKPIE DWVVKKDWWE NGQRKTWDFD GYFVKQKKIV LENSGYIDPE NIEEYIAAGG YEALKKAFKM KPEEIIDFIT K SGLRGRGG AGFPTGLKWK FTRDAPGDEK YIVCNADEGD PGAFMDRNVL EGDPHRVIEG MIIGAYAIGA TKGFIYVRAE YP LAIKRLR IALKQAREKG FLGENILGSG FSFEIVIKEG AGAFVCGEET ALIASIEGKR GMPRPRPPYP AQKGLWGRPT NIN NVETWA NVPWIIKHGW EAYAALGTEK SKGTKVFALS GKIKHGGNVE VPMGITLREI LYEIGGGTKT GKKIKAVQLG GPSG GCIPD YLFNTPVDYE SVTATGAIMG SGGMVVMDED TCMVDVAKFF LDFTVKESCG KCTFCRLGTK RMWELLDKIT KGEGA LEDI EKLEKLAPLV KTGSLCGLGQ TAPNPVLTTL KYFKDEYLAH IEGRCPAKVC KPLIKYVIIT EKCTGCTACA IMCPVK AIS GERGKPHLIN QEACIKCGTC YEVCRFNAIE ITDAKKEGE

UniProtKB: NADH:ubiquinone oxidoreductase, NADH-binding subunit F

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分子 #3: NfnC

分子名称: NfnC / 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: Thermococcus sibiricus (古細菌)
分子量理論値: 17.382266 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列:
MNIQLEYIYH YEPNPSSLIP LLQKTQETFG YLPKEALEEI SRYLKVPLSR VYGVATFYAQ FRFEPLGKYV IKICHGTACH VNGAVNISQ AIREEVGIEE GQTTVDGLIT LERVACLGCC SLAPVIMINE KVYGKLTPDK VRKIIRNLKE GKLNV

UniProtKB: NADH:ubiquinone oxidoreductase, subunit E

+
分子 #4: IRON/SULFUR CLUSTER

分子名称: IRON/SULFUR CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 8 / 式: SF4
分子量理論値: 351.64 Da
Chemical component information

ChemComp-FS1:
IRON/SULFUR CLUSTER / 一硫化鉄

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分子 #5: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE

分子名称: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: FAD
分子量理論値: 785.55 Da
Chemical component information

ChemComp-FAD:
FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FAD / FAD*YM

+
分子 #6: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

分子名称: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: FES
分子量理論値: 175.82 Da
Chemical component information

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

+
分子 #7: FLAVIN MONONUCLEOTIDE

分子名称: FLAVIN MONONUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: FMN
分子量理論値: 456.344 Da
Chemical component information

ChemComp-FMN:
FLAVIN MONONUCLEOTIDE / FMN

+
分子 #8: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE

分子名称: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 1 / 式: NAD
分子量理論値: 663.425 Da
Chemical component information

ChemComp-NAD:
NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / NAD*YM

+
分子 #9: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 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2 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 283.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK II

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / 実像数: 20798 / 平均露光時間: 1.5 sec. / 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C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 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）: 1.3 µm / 倍率（公称値）: 105000
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

粒子像選択選択した数: 12889202
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 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: 2.76 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 458032
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
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Chain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9n5v:
Structure of the NAD(H)-bound Thermococcus sibiricus NfnABC complex

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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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