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- EMDB-61685: Cryo-EM structure of the zeaxanthin-bound light-driven proton pum... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-61685
タイトルCryo-EM structure of the zeaxanthin-bound light-driven proton pumping rhodopsin, NM-R1
マップデータ
試料
  • 複合体: NM-R1
    • タンパク質・ペプチド: Proteorhodopsin
  • リガンド: RETINAL
  • リガンド: HEXADECANE
  • リガンド: DODECANE
  • リガンド: Zeaxanthin
  • リガンド: water
キーワードproton pump rhodopsin RETINAL CELL-FREE SYNTHESIS Bacterial type rhodopsin / zeaxanthin / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性Bacteriorhodopsin-like protein / Archaeal/bacterial/fungal rhodopsins / Bacteriorhodopsin-like protein / photoreceptor activity / phototransduction / membrane / Proteorhodopsin
機能・相同性情報
生物種Nonlabens marinus S1-08 (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.46 Å
データ登録者Hosaka T / Shirouzu M
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) 日本
引用ジャーナル: Nat Microbiol / 年: 2025
タイトル: Carotenoids bind rhodopsins and act as photocycle-accelerating pigments in marine Bacteroidota.
著者: Takayoshi Fujiwara / Toshiaki Hosaka / Masumi Hasegawa-Takano / Yosuke Nishimura / Kento Tominaga / Kaho Mori / Satoshi Nishino / Yuno Takahashi / Tomomi Uchikubo-Kamo / Kazuharu Hanada / ...著者: Takayoshi Fujiwara / Toshiaki Hosaka / Masumi Hasegawa-Takano / Yosuke Nishimura / Kento Tominaga / Kaho Mori / Satoshi Nishino / Yuno Takahashi / Tomomi Uchikubo-Kamo / Kazuharu Hanada / Takashi Maoka / Shinichi Takaichi / Keiichi Inoue / Mikako Shirouzu / Susumu Yoshizawa /
要旨: Microbial rhodopsins are photoreceptor proteins widely distributed in marine microorganisms that harness light energy and support marine ecosystems. While retinal is typically the sole chromophore in ...Microbial rhodopsins are photoreceptor proteins widely distributed in marine microorganisms that harness light energy and support marine ecosystems. While retinal is typically the sole chromophore in microbial rhodopsins, some proteorhodopsins, which are proton-pumping rhodopsins abundant in the ocean, use carotenoid antennae to transfer light energy to retinal. However, the mechanism by which carotenoids enhance rhodopsin functions remains unclear. Here, using the marine Bacteroidota isolate Nonlabens marinus S1-08, we reconstituted complexes of rhodopsins with the carotenoid myxol and detected energy transfer to retinal in both proteorhodopsin and chloride ion-pumping rhodopsin. Carotenoid binding facilitated light harvesting and accelerated the photocycle, thereby improving the light utilization efficiency of proteorhodopsin. Cryogenic electron microscopy structural analysis further revealed the molecular architecture of the carotenoid-rhodopsin complexes. The ability to bind carotenoids is conserved in rhodopsins of the marine-dominant phylum Bacteroidota, which are widely transcribed in the photic zone. These findings reveal how carotenoids enhance rhodopsin functions in marine Bacteroidota.
履歴
登録2024年9月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年7月30日-
マップ公開2025年7月30日-
更新2026年2月18日-
現状2026年2月18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_61685.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_61685.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 40.6 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 220 pix.
= 182.6 Å		0.83 Å/pix.
x 220 pix.
= 182.6 Å		0.83 Å/pix.
x 220 pix.
= 182.6 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: 0.83 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: 0.035
最小 - 最大-0.07573628 - 0.13394107
平均 (標準偏差)0.00090804 (±0.006441125)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ220220220
Spacing220220220
セルA=B=C: 182.59999 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_61685_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: #2

ファイルemd_61685_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_61685_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 : NM-R1

全体名称: NM-R1
要素
  • 複合体: NM-R1
    • タンパク質・ペプチド: Proteorhodopsin
  • リガンド: RETINAL
  • リガンド: HEXADECANE
  • リガンド: DODECANE
  • リガンド: Zeaxanthin
  • リガンド: water

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超分子 #1: NM-R1

超分子名称: NM-R1 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Nonlabens marinus S1-08 (バクテリア)

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分子 #1: Proteorhodopsin

分子名称: Proteorhodopsin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 5 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Nonlabens marinus S1-08 (バクテリア)
分子量理論値: 29.481465 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MNNLLLNIEV VRLAADDYVG FTFFVGCMAM MAASAFFFLS MSSFERKWRT SILVSGLITF IAAVHYWYMR DYWSGFAESP VFFRYVDWV LTVPLMCVEF YLILKVAGAK KSLMWKLIFL SVVMLVTGYF GEAVDRGNAW LWGLFSGVAY FWIVIEIWFG K AKKLAVAA ...文字列:
MNNLLLNIEV VRLAADDYVG FTFFVGCMAM MAASAFFFLS MSSFERKWRT SILVSGLITF IAAVHYWYMR DYWSGFAESP VFFRYVDWV LTVPLMCVEF YLILKVAGAK KSLMWKLIFL SVVMLVTGYF GEAVDRGNAW LWGLFSGVAY FWIVIEIWFG K AKKLAVAA GGDVLAAHKT LCWFVLVGWA IYPIGYMAGT PGWYDSIFGG WDLNVIYNIG DAINKIGFGL VIYNLAVQAT NK KDGLVNL EENLYFQGWS HPQ

UniProtKB: Proteorhodopsin

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分子 #2: RETINAL

分子名称: RETINAL / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 5 / 式: RET
分子量理論値: 284.436 Da
Chemical component information

ChemComp-RET:
RETINAL

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分子 #3: HEXADECANE

分子名称: HEXADECANE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 13 / 式: R16
分子量理論値: 226.441 Da
Chemical component information

ChemComp-R16:
HEXADECANE

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分子 #4: DODECANE

分子名称: DODECANE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 12 / 式: D12
分子量理論値: 170.335 Da
Chemical component information

ChemComp-D12:
DODECANE

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分子 #5: Zeaxanthin

分子名称: Zeaxanthin / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 5 / 式: K3I
分子量理論値: 568.871 Da
Chemical component information

ChemComp-K3I:
Zeaxanthin

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分子 #6: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 51 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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: 7.2
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN 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: 54.0 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

5b2n

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.46 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 1814697
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9jou:
Cryo-EM structure of the zeaxanthin-bound light-driven proton pumping rhodopsin, NM-R1

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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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