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- EMDB-50149: Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophi... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-50149
タイトルMyo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila in complex with NAD
マップデータMyo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 1
試料
  • 複合体: Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase
    • タンパク質・ペプチド: inositol-3-phosphate synthase
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE
キーワードinositol metabolism / endogenous / conformational selection / ISOMERASE
機能・相同性
機能・相同性情報


inositol-3-phosphate synthase / inositol-3-phosphate synthase activity / inositol biosynthetic process / phospholipid biosynthetic process
類似検索 - 分子機能
Myo-inositol-1-phosphate synthase / Myo-inositol-1-phosphate synthase / Myo-inositol-1-phosphate synthase, GAPDH-like / Myo-inositol-1-phosphate synthase / NAD(P)-binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
inositol-3-phosphate synthase
類似検索 - 構成要素
生物種Thermochaetoides thermophila DSM 1495 (菌類)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.48 Å
データ登録者Traeger TK / Kyrilis FL / Hamdi F / Kastritis PL
資金援助European Union, ドイツ, 4件
OrganizationGrant number国
European Union (EU)101086665European Union
German Federal Ministry for Education and Research03Z22HN23, 03Z22HI2 and 03COV04 ドイツ
European Regional Development FundZS/2016/04/78115European Union
German Research Foundation (DFG)391498659 ドイツ
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2024
タイトル: Disorder-to-order active site capping regulates the rate-limiting step of the inositol pathway.
著者: Toni K Träger / Fotis L Kyrilis / Farzad Hamdi / Christian Tüting / Marie Alfes / Tommy Hofmann / Carla Schmidt / Panagiotis L Kastritis /
要旨: Myo-inositol-1-phosphate synthase (MIPS) catalyzes the NAD-dependent isomerization of glucose-6-phosphate (G6P) into inositol-1-phosphate (IMP), controlling the rate-limiting step of the inositol ...Myo-inositol-1-phosphate synthase (MIPS) catalyzes the NAD-dependent isomerization of glucose-6-phosphate (G6P) into inositol-1-phosphate (IMP), controlling the rate-limiting step of the inositol pathway. Previous structural studies focused on the detailed molecular mechanism, neglecting large-scale conformational changes that drive the function of this 240 kDa homotetrameric complex. In this study, we identified the active, endogenous MIPS in cell extracts from the thermophilic fungus . By resolving the native structure at 2.48 Å (FSC = 0.143), we revealed a fully populated active site. Utilizing 3D variability analysis, we uncovered conformational states of MIPS, enabling us to directly visualize an order-to-disorder transition at its catalytic center. An acyclic intermediate of G6P occupied the active site in two out of the three conformational states, indicating a catalytic mechanism where electrostatic stabilization of high-energy intermediates plays a crucial role. Examination of all isomerases with known structures revealed similar fluctuations in secondary structure within their active sites. Based on these findings, we established a conformational selection model that governs substrate binding and eventually inositol availability. In particular, the ground state of MIPS demonstrates structural configurations regardless of substrate binding, a pattern observed across various isomerases. These findings contribute to the understanding of MIPS structure-based function, serving as a template for future studies targeting regulation and potential therapeutic applications.
履歴
登録2024年4月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年8月14日-
マップ公開2024年8月14日-
更新2024年8月28日-
現状2024年8月28日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_50149.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_50149.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 1
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.)
0.59 Å/pix.
x 512 pix.
= 302.08 Å		0.59 Å/pix.
x 512 pix.
= 302.08 Å		0.59 Å/pix.
x 512 pix.
= 302.08 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: 0.59 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: 0.152
最小 - 最大-0.9780574 - 1.7541344
平均 (標準偏差)-0.0013905324 (±0.035171174)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 302.08 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_50149_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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追加マップ: Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 3...

ファイルemd_50149_additional_1.map
注釈Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 3
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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追加マップ: Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 2...

ファイルemd_50149_additional_2.map
注釈Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila; state 2
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: Halfmap 5; state1

ファイルemd_50149_half_map_1.map
注釈Halfmap 5; state1
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: Halfmap A; state1

ファイルemd_50149_half_map_2.map
注釈Halfmap A; state1
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 : Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase

全体名称: Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase
要素
  • 複合体: Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase
    • タンパク質・ペプチド: inositol-3-phosphate synthase
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE

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超分子 #1: Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase

超分子名称: Native homotetramer of the Myo-inositol-1-phosphate synthase
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Thermochaetoides thermophila DSM 1495 (菌類)
分子量理論値: 240 KDa

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分子 #1: inositol-3-phosphate synthase

分子名称: inositol-3-phosphate synthase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: inositol-3-phosphate synthase
由来(天然)生物種: Thermochaetoides thermophila DSM 1495 (菌類)
分子量理論値: 56.735477 KDa
配列文字列: IFKVNSPNVV YTDDEIRSKY VYRTTEVTTA EDGSLIATPR ETVYDFKVDR KLPKLGVMLV GWGGNNGSTI TAGIIANRRG LVWETRNGK QEANYYGSVI MGSTIKLGTD AKTHKDINIP FHSVLPMVHP NDIVIGGWDI SGLNLADAMD RAQVLEPSLK A LVRKEMAS ...文字列:
IFKVNSPNVV YTDDEIRSKY VYRTTEVTTA EDGSLIATPR ETVYDFKVDR KLPKLGVMLV GWGGNNGSTI TAGIIANRRG LVWETRNGK QEANYYGSVI MGSTIKLGTD AKTHKDINIP FHSVLPMVHP NDIVIGGWDI SGLNLADAMD RAQVLEPSLK A LVRKEMAS MKPLPSIYYP DFIAANQEDR ADNILPGNKK CWEHVEEIRK NIRDFKAANG LDKVIVLWTA NTERYASIIE GV NDTADNL LNAIKNGHEE VSPSTVFAVS SILEGVPFIN GSPQNTFVPG CIELAERHGA FIGGDDFKSG QTKMKSALVD FLI NAGIKL TSIASYNHLG NNDGKNLSSQ RQFRSKEISK SNVVDDMVEA NTVLYKPGEH PDHIVVIKYV PAVGDSKRAM DEYH GEIFL GGHQTISIAN VCEDSLLASP LIIDLVIVAE LMTRIQWRLH KEDATEADWK YFHSVLSILS YMLKAPMTPP GTPVV NALA KQRAAMANIF RACLGLDPEN DMTLEHKLF

UniProtKB: inositol-3-phosphate synthase

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分子 #2: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE

分子名称: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 2 / 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

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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0.6 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度名称
100.0 mMHEPES
95.0 mMNaCl
5.0 mMKCl
1.0 mMMgCl2
0.5 mMEDTA
5.0 %Glycerol
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: CONTINUOUS / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 400.0 kPa / 詳細: 15 mA
凍結凍結剤: ETHANE / 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: 6 s blot time with a blot force of -1.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
温度最低: 77.15 K / 最高: 103.15 K
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: INTEGRATING / デジタル化 - サイズ - 横: 4000 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4000 pixel / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 6261 / 平均電子線量: 28.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 240000
試料ステージ試料ホルダーモデル: OTHER / ホルダー冷却材: NITROGEN

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画像解析

粒子像選択選択した数: 309043
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成使用したクラス数: 1
想定した対称性 - 点群: D2 (2回x2回 2面回転対称)
アルゴリズム: SIMULTANEOUS ITERATIVE (SIRT) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.48 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1) / ソフトウェア - 詳細: Local refinement / 使用した粒子像数: 255354
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2) / ソフトウェア - 詳細: Ab-Initio Reconstruction
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2) / ソフトウェア - 詳細: Non uniform Refinement
最終 3次元分類クラス数: 5 / 平均メンバー数/クラス: 70000 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.3.2) / ソフトウェア - 詳細: 3D classification
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 / 詳細: Local Installation
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-9f2k:
Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila in complex with NAD

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原子モデル構築 2

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model / 詳細: Local Installation
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-9f2k:
Myo-inositol-1-phosphate synthase from Thermochaetoides thermophila in complex with NAD

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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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