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- EMDB-61321: Cryo-EM structure of human SOD1 (WT) amyloid filament -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-61321
タイトルCryo-EM structure of human SOD1 (WT) amyloid filament
マップデータ
試料
  • 複合体: Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein
    • タンパク質・ペプチド: Superoxide dismutase [Cu-Zn]
キーワードamyloid / filament / superoxide dismutase 1 / amyotrophic lateral sclerosis / PROTEIN FIBRIL
機能・相同性
機能・相同性情報


action potential initiation / neurofilament cytoskeleton organization / protein phosphatase 2B binding / regulation of organ growth / relaxation of vascular associated smooth muscle / anterograde axonal transport / positive regulation of oxidative stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / response to superoxide / regulation of T cell differentiation in thymus / peripheral nervous system myelin maintenance ...action potential initiation / neurofilament cytoskeleton organization / protein phosphatase 2B binding / regulation of organ growth / relaxation of vascular associated smooth muscle / anterograde axonal transport / positive regulation of oxidative stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / response to superoxide / regulation of T cell differentiation in thymus / peripheral nervous system myelin maintenance / retina homeostasis / auditory receptor cell stereocilium organization / hydrogen peroxide biosynthetic process / retrograde axonal transport / superoxide anion generation / regulation of GTPase activity / myeloid cell homeostasis / muscle cell cellular homeostasis / superoxide metabolic process / heart contraction / superoxide dismutase / Detoxification of Reactive Oxygen Species / transmission of nerve impulse / negative regulation of reproductive process / negative regulation of developmental process / superoxide dismutase activity / regulation of multicellular organism growth / response to axon injury / ectopic germ cell programmed cell death / neuronal action potential / positive regulation of phagocytosis / ovarian follicle development / axon cytoplasm / dendrite cytoplasm / embryo implantation / glutathione metabolic process / Gene and protein expression by JAK-STAT signaling after Interleukin-12 stimulation / removal of superoxide radicals / reactive oxygen species metabolic process / regulation of mitochondrial membrane potential / thymus development / positive regulation of superoxide anion generation / positive regulation of cytokine production / determination of adult lifespan / locomotory behavior / placenta development / sensory perception of sound / response to hydrogen peroxide / small GTPase binding / mitochondrial intermembrane space / regulation of blood pressure / negative regulation of inflammatory response / peroxisome / Platelet degranulation / protein-folding chaperone binding / response to heat / cytoplasmic vesicle / gene expression / spermatogenesis / negative regulation of neuron apoptotic process / response to ethanol / intracellular iron ion homeostasis / positive regulation of MAPK cascade / mitochondrial matrix / positive regulation of apoptotic process / copper ion binding / response to xenobiotic stimulus / neuronal cell body / apoptotic process / protein homodimerization activity / protein-containing complex / mitochondrion / extracellular space / extracellular exosome / extracellular region / zinc ion binding / nucleoplasm / identical protein binding / nucleus / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Copper/Zinc superoxide dismutase signature 1. / Superoxide dismutase (Cu/Zn) / superoxide dismutase copper chaperone / Superoxide dismutase, copper/zinc, binding site / Copper/Zinc superoxide dismutase signature 2. / Superoxide dismutase, copper/zinc binding domain / Copper/zinc superoxide dismutase (SODC) / Superoxide dismutase-like, copper/zinc binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Superoxide dismutase [Cu-Zn]
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3.39 Å
データ登録者Baek Y / Kim H / Lee D / Kim D / Jo E / Roh S-H / Ha N-C
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Structural insights into the role of reduced cysteine residues in SOD1 amyloid filament formation.
著者: Yeongjin Baek / Hyunmin Kim / Dukwon Lee / Doyeon Kim / Eunbyul Jo / Soung-Hun Roh / Nam-Chul Ha /
要旨: The formation of superoxide dismutase 1 (SOD1) filaments has been implicated in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Although the disulfide bond formed between Cys57 and Cys146 in the active state ...The formation of superoxide dismutase 1 (SOD1) filaments has been implicated in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Although the disulfide bond formed between Cys57 and Cys146 in the active state has been well studied, the role of the reduced cysteine residues, Cys6 and Cys111, in SOD1 filament formation remains unclear. In this study, we investigated the role of reduced cysteine residues by determining and comparing cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of wild-type (WT) and C6A/C111A SOD1 filaments under thiol-based reducing and metal-depriving conditions, starting with protein samples possessing enzymatic activity. The C6A/C111A mutant SOD1 formed filaments more rapidly than the WT protein. The mutant structure had a unique paired-protofilament arrangement, with a smaller filament core than that of the single-protofilament structure observed in WT SOD1. Although the single-protofilament form developed more slowly, cross-seeding experiments demonstrated the predominance of single-protofilament morphology over paired protofilaments, regardless of the presence of the Cys6 and Cys111 mutations. These findings highlight the importance of the number of amino acid residues within the filament core in determining the energy requirements for assembly. Our study provides insights into ALS pathogenesis by elucidating the initiation and propagation of filament formation, which potentially leads to deleterious amyloid filaments.
履歴
登録2024年8月27日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月15日-
マップ公開2025年1月15日-
更新2025年2月5日-
現状2025年2月5日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_61321.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_61321.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 137.1 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

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明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.76 Å/pix.
x 330 pix.
= 250.8 Å		0.76 Å/pix.
x 330 pix.
= 250.8 Å		0.76 Å/pix.
x 330 pix.
= 250.8 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: 0.76 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: 0.0258
最小 - 最大-0.07461932 - 0.108422056
平均 (標準偏差)0.0007399696 (±0.0050122445)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ330330330
Spacing330330330
セルA=B=C: 250.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_61321_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_61321_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 : Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein

全体名称: Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein
要素
  • 複合体: Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein
    • タンパク質・ペプチド: Superoxide dismutase [Cu-Zn]

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超分子 #1: Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein

超分子名称: Amyloid filament of human wild-type SOD1 protein / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 34.6 kDa/nm

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分子 #1: Superoxide dismutase [Cu-Zn]

分子名称: Superoxide dismutase [Cu-Zn] / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO / EC番号: superoxide dismutase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.70657 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GAMDPEFMAT KAVCVLKGDG PVQGIINFEQ KESNGPVKVW GSIKGLTEGL HGFHVHEFGD NTAGCTSAGP HFNPLSRKHG GPKDEERHV GDLGNVTADK DGVADVSIED SVISLSGDHC IIGRTLVVHE KADDLGKGGN EESTKTGNAG SRLACGVIGI A Q

UniProtKB: Superoxide dismutase [Cu-Zn]

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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helical array

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試料調製

濃度4.4 mg/mL
緩衝液pH: 7
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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: TFS Selectris X / エネルギーフィルター - スリット幅: 10 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: TFS FALCON 4i (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3102 / 平均電子線量: 50.0 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）: 1.4000000000000001 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 165000
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

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 4.82 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -1.91 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.39 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0) / 使用した粒子像数: 92864
Segment selection選択した数: 99812 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0) / ソフトウェア - 詳細: start-end manual picking
初期モデルモデルのタイプ: NONE / 詳細: used relion_helix_inimodel2d program
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

ソフトウェア名称: Coot
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9jbo:
Cryo-EM structure of human SOD1 (WT) amyloid filament

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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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