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万見
- EMDB-5995: Structure of beta-galactosidase at 3.2-A resolution obtained by c... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-5995
タイトルStructure of beta-galactosidase at 3.2-A resolution obtained by cryo-electron microscopy
マップデータReconstruction of beta-galactosidase
試料
  • 試料: Escherichia coli beta-galactosidase
  • タンパク質・ペプチド: beta-galactosidase
キーワードatomic resolution cryo-electron microscopy / single-particle EM / direct electron detectors / 3D reconstruction / frame alignment / CTF determination / structure refinement / radiation damage / protein complexes / enzyme active site structure
機能・相同性
機能・相同性情報


alkali metal ion binding / lactose catabolic process / beta-galactosidase complex / beta-galactosidase / beta-galactosidase activity / carbohydrate binding / magnesium ion binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Glycoside hydrolase, family 2, beta-galactosidase / Beta galactosidase small chain/ domain 5 / Beta-galactosidase, domain 4 / : / Beta galactosidase small chain / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Glycoside hydrolase, family 2, active site / Glycosyl hydrolases family 2 acid/base catalyst. / Glycoside hydrolase, family 2, conserved site ...Glycoside hydrolase, family 2, beta-galactosidase / Beta galactosidase small chain/ domain 5 / Beta-galactosidase, domain 4 / : / Beta galactosidase small chain / Beta-galactosidase, domain 4 / Beta galactosidase small chain / Glycoside hydrolase, family 2, active site / Glycosyl hydrolases family 2 acid/base catalyst. / Glycoside hydrolase, family 2, conserved site / Glycosyl hydrolases family 2 signature 1. / Glycoside hydrolase, family 2 / Glycosyl hydrolases family 2, sugar binding domain / Glycoside hydrolase family 2, catalytic domain / Glycosyl hydrolases family 2, sugar binding domain / Glycosyl hydrolases family 2, TIM barrel domain / Glycoside hydrolase, family 2, immunoglobulin-like beta-sandwich / Glycosyl hydrolases family 2 / Beta-Galactosidase/glucuronidase domain superfamily / Glycoside hydrolase-type carbohydrate-binding / Galactose mutarotase-like domain superfamily / Galactose-binding-like domain superfamily / Glycoside hydrolase superfamily / Immunoglobulin-like fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Beta-galactosidase
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (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: 3.2 Å
データ登録者Bartesaghi A / Matthies D / Banerjee S / Merk A / Subramaniam S
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2014
タイトル: Structure of β-galactosidase at 3.2-Å resolution obtained by cryo-electron microscopy.
著者: Alberto Bartesaghi / Doreen Matthies / Soojay Banerjee / Alan Merk / Sriram Subramaniam /
要旨: We report the solution structure of Escherichia coli β-galactosidase (∼465 kDa), solved at ∼3.2-Å resolution by using single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM). Densities for most side ...We report the solution structure of Escherichia coli β-galactosidase (∼465 kDa), solved at ∼3.2-Å resolution by using single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM). Densities for most side chains, including those of residues in the active site, and a catalytic Mg(2+) ion can be discerned in the map obtained by cryo-EM. The atomic model derived from our cryo-EM analysis closely matches the 1.7-Å crystal structure with a global rmsd of ∼0.66 Å. There are significant local differences throughout the protein, with clear evidence for conformational changes resulting from contact zones in the crystal lattice. Inspection of the map reveals that although densities for residues with positively charged and neutral side chains are well resolved, systematically weaker densities are observed for residues with negatively charged side chains. We show that the weaker densities for negatively charged residues arise from their greater sensitivity to radiation damage from electron irradiation as determined by comparison of density maps obtained by using electron doses ranging from 10 to 30 e(-)/Å(2). In summary, we establish that it is feasible to use cryo-EM to determine near-atomic resolution structures of protein complexes (<500 kDa) with low symmetry, and that the residue-specific radiation damage that occurs with increasing electron dose can be monitored by using dose fractionation tools available with direct electron detector technology.
履歴
登録2014年6月24日-
ヘッダ(付随情報) 公開2014年7月30日-
マップ公開2014年7月30日-
更新2015年10月7日-
現状2015年10月7日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.0224
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.0224
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-3j7h
  • 表面レベル: 0.0224
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-3j7h
  • 表面レベル: 0.0224
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

400_5995.gif

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_5995.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 146.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Reconstruction of beta-galactosidase
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.)
0.64 Å/pix.
x 340 pix.
= 216.75 Å		0.64 Å/pix.
x 340 pix.
= 216.75 Å		0.64 Å/pix.
x 340 pix.
= 216.75 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: 0.6375 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: 0.0224 / ムービー #1: 0.0224
最小 - 最大-0.05132602 - 0.08781078
平均 (標準偏差)0.00028028 (±0.00593622)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ340340340
Spacing340340340
セルA=B=C: 216.75 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.63750.63750.6375
M x/y/z340340340
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z216.750216.750216.750
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-800-4
NX/NY/NZ1611358
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS340340340
D min/max/mean-0.0510.0880.000

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添付データ

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添付マップデータ: emd 5995 additional 1.map

ファイルemd_5995_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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添付マップデータ: emd 5995 half map 1.map

ファイルemd_5995_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)

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添付マップデータ: emd 5995 half map 2.map

ファイルemd_5995_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 : Escherichia coli beta-galactosidase

全体名称: Escherichia coli beta-galactosidase
要素
  • 試料: Escherichia coli beta-galactosidase
  • タンパク質・ペプチド: beta-galactosidase

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超分子 #1000: Escherichia coli beta-galactosidase

超分子名称: Escherichia coli beta-galactosidase / タイプ: sample / ID: 1000 / 詳細: The sample was monodisperse. / 集合状態: tetramer / Number unique components: 1
分子量理論値: 465 KDa
手法: ProtParam tool: Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A., Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server, (in) John M. Walker ...手法: ProtParam tool: Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A., Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server, (in) John M. Walker (ed): The Proteomics Protocols Handbook, Humana Press (2005), pp. 571-607

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分子 #1: beta-galactosidase

分子名称: beta-galactosidase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: beta-gal, b-gal / コピー数: 1 / 集合状態: tetramer / 組換発現: No / データベース: NCBI
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 細胞中の位置: cytoplasm
分子量理論値: 465 KDa
配列UniProtKB: Beta-galactosidase / GO: beta-galactosidase activity

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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2.3 mg/mL
緩衝液pH: 8
詳細: 25 mM Tris, pH 8.0, 50 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 0.5 mM TCEP
グリッド詳細: 200 mesh Quantifoil R2/2 grids, plasma cleaned
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 90.15 K / 装置: LEICA EM GP / 手法: Blot for 2 seconds before plunging.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 79.6 K / 最高: 79.8 K / 平均: 79.7 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 105,000 times magnification.
Legacy - Electron beam tilt params: 5
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: Gatan, Inc.
エネルギーフィルター - エネルギー下限: 0.0 eV
エネルギーフィルター - エネルギー上限: 20.0 eV
詳細Parallel beam illumination
日付2013年10月31日
撮影カテゴリ: CCD / フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 (4k x 4k) / 実像数: 509 / 平均電子線量: 45 e/Å2
詳細: Every image is the average of 38 frames recorded by the direct electron detector. The complete set of electron micrographs used to obtain the density map presented here is available through ...詳細: Every image is the average of 38 frames recorded by the direct electron detector. The complete set of electron micrographs used to obtain the density map presented here is available through the Electron Microscopy Pilot Image ARchive (EMPIAR).
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系倍率（補正後）: 105000 / 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 105000
試料ステージ試料ホルダー: Liquid nitrogen cooled
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Individual frames of each movie were aligned by cross-correlation using the cumulative average of previously aligned frames as a reference to align the remaining frames. Parameters of the contrast transfer function for each micrograph were estimated from power spectra obtained using periodogram averaging with tiles of size 512x512 pixels extracted from all frames of each movie. These power spectra were then radially averaged and used to estimate the defocus for each image using frequencies in the 15.0-3.0 Angstrom range. 24,750 particles were picked automatically from the best 509 micrographs by detecting the local maxima of correlation of each image with a Gaussian disk of 100 Angstrom in radius and extracted using a binning factor of 2 and a box size of 384x384 pixels. Particles were then subjected to reference-free 2D classification in EMAN2. 160 classes out of a total of 250 were used for de novo initial model determination using e2initialmodel.py and imposing D2 symmetry. A subset of 23,452 particles (corresponding to the 160 classes used for the initial model building) was then used for 3D refinement using a gold-standard approach. Two stacks of 11,726 particles each were independently subjected to eight rounds of iterative refinement in FREALIGN using a high-resolution frequency limit of 8 Angstrom and using the best 50% of particles from each stack according to phase residual values (equivalent to 5,863 particles) to calculate the reconstructions at each iteration. At this point particles were re-extracted from the original unbinned micrographs using a box size of 768x768 pixels and further refined in FREALIGN starting from the most recent set of alignments obtained with the binned data. The final map was obtained by averaging the two half-reconstructions in real space and corrected by a B-factor of -85 Angstrom^2 for the purpose of visualization.
CTF補正詳細: each particle
最終 再構成アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: FREALIGN, EMAN2 / 使用した粒子像数: 11726
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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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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