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- EMDB-62251: Cryo-EM structure of inner membrane TolQRA complex in CYMAL-6-Neo... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-62251
タイトルCryo-EM structure of inner membrane TolQRA complex in CYMAL-6-Neopentyl Glycol detergent micelles
マップデータ
試料
  • 複合体: Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles
    • 複合体: Pentameric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolQ
      • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolQ
    • 複合体: Dimeric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolR
      • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolR
    • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolA
キーワードbacteria / outer membrane / lipid homeostasis / phospholipid / inner membrane protein / protein complex structure / proton motive force / stator motor / PROTON TRANSPORT
機能・相同性
機能・相同性情報


cellular response to bacteriocin / cell septum assembly / regulation of membrane invagination / bacteriocin transport / toxin transmembrane transporter activity / protein import / virion binding / cell envelope / cell division site / transmembrane transporter activity ...cellular response to bacteriocin / cell septum assembly / regulation of membrane invagination / bacteriocin transport / toxin transmembrane transporter activity / protein import / virion binding / cell envelope / cell division site / transmembrane transporter activity / disordered domain specific binding / protein transport / protein domain specific binding / symbiont entry into host cell / cell division / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Tol-Pal system, TolQ / Tol-Pal system protein TolR / TolA C-terminal / Tol-Pal system, TolA / : / Biopolymer transport protein ExbD/TolR / Biopolymer transport protein ExbD/TolR / MotA/TolQ/ExbB proton channel / MotA/TolQ/ExbB proton channel family
類似検索 - ドメイン・相同性
Tol-Pal system protein TolQ / Tol-Pal system protein TolR / Tol-Pal system protein TolA
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌) / 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: 4.19 Å
データ登録者Yeow J / Chng SS
資金援助 シンガポール, 1件
OrganizationGrant number国
Other governmentMOH-000145 シンガポール
引用ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2025
タイトル: Structural Insights into the Force-Transducing Mechanism of a Motor-Stator Complex Important for Bacterial Outer Membrane Lipid Homeostasis.
著者: Jiang Yeow / Chee Geng Chia / Nadege Zi-Lin Lim / Xiaodan Zhao / Jie Yan / Shu-Sin Chng /
要旨: Gram-negative bacteria assemble an asymmetric outer membrane (OM) that functions as an effective barrier against antibiotics. Building a stable and functional OM requires the assembly and maintenance ...Gram-negative bacteria assemble an asymmetric outer membrane (OM) that functions as an effective barrier against antibiotics. Building a stable and functional OM requires the assembly and maintenance of balanced levels of proteins, lipopolysaccharides, and phospholipids into the bilayer. In , the trans-envelope Tol-Pal complex has recently been established to play a primary role in maintaining OM lipid homeostasis. It is believed that the motor-stator complex TolQR exploits the proton motive force in the inner membrane to induce conformational changes in the TolA effector, ultimately generating a force across the cell envelope to activate processes at the OM. Molecular details of how such force transduction occurs via the TolQRA complex are unknown. Here, we solve structures of the TolQRA complex using single-particle cryo-EM, capturing the transmembrane (TM) regions of the purified complex in two distinct states at ∼3.6 and ∼4.2 Å nominal resolutions. We define how the TolA N-terminal TM helix interacts with an asymmetric TolQR subcomplex in two different positions, revealing how the two TolQRA states are related by rotation of the TolQ pentamer. By considering structural prediction and biochemical evidence for the periplasmic domains of the complex, we propose a working model for how proton passage through the complex induces rotary movement that can be coupled to TolA for force transduction across the cell envelope.
履歴
登録2024年11月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年7月9日-
マップ公開2025年7月9日-
更新2025年7月9日-
現状2025年7月9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_62251.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_62251.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

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その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 233.52 Å		0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 233.52 Å		0.83 Å/pix.
x 280 pix.
= 233.52 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

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ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.834 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: 0.06
最小 - 最大-0.20339885 - 0.41754556
平均 (標準偏差)0.00041141707 (±0.014164903)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 233.52 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_62251_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: #1

ファイルemd_62251_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: #2

ファイルemd_62251_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 : Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles

全体名称: Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles
要素
  • 複合体: Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles
    • 複合体: Pentameric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolQ
      • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolQ
    • 複合体: Dimeric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolR
      • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolR
    • タンパク質・ペプチド: Tol-Pal system protein TolA

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超分子 #1: Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles

超分子名称: Inner membrane TolQRA complex in detergent micelles / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: Inner membrane complex of pentameric TolQ with dimeric TolR and periplasmic TolA purified in CYMAL-6-Neopentyl Glycol micelles.
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: K-12 / 細胞中の位置: inner membrane
分子量理論値: 30.8 KDa

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超分子 #2: Pentameric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolQ

超分子名称: Pentameric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolQ
タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1 / 詳細: TolQ
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)

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超分子 #3: Dimeric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolR

超分子名称: Dimeric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolR
タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2 / 詳細: TolR

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分子 #1: Tol-Pal system protein TolQ

分子名称: Tol-Pal system protein TolQ / 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: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 25.623662 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MTDMNILDLF LKASLLVKLI MLILIGFSIA SWAIIIQRTR ILNAAAREAE AFEDKFWSGI ELSRLYQESQ GKRDNLTGSE QIFYSGFKE FVRLHRANSH APEAVVEGAS RAMRISMNRE LENLETHIPF LGTVGSISPY IGLFGTVWGI MHAFIALGAV K QATLQMVA ...文字列:
MTDMNILDLF LKASLLVKLI MLILIGFSIA SWAIIIQRTR ILNAAAREAE AFEDKFWSGI ELSRLYQESQ GKRDNLTGSE QIFYSGFKE FVRLHRANSH APEAVVEGAS RAMRISMNRE LENLETHIPF LGTVGSISPY IGLFGTVWGI MHAFIALGAV K QATLQMVA PGIAEALIAT AIGLFAAIPA VMAYNRLNQR VNKLELNYDN FMEEFTAILH RQAFTVSESN KG

UniProtKB: Tol-Pal system protein TolQ

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分子 #2: Tol-Pal system protein TolR

分子名称: Tol-Pal system protein TolR / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 詳細: N-terminal octa-histidine expression tagged TolR / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 16.746332 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
MARARGRGRR DLKSEINIVP LLDVLLVLLL IFMATAPIIT QSVEVDLPDA TESQAVSSND NPPVIVEVSG IGQYTVVVEK DRLERLPPE QVVAEVSSRF KANPKTVFLI GGAKDVPYDE IIKALNLLHS AGVKSVGLMT QPILEHHHHH HHH

UniProtKB: Tol-Pal system protein TolR

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分子 #3: Tol-Pal system protein TolA

分子名称: Tol-Pal system protein TolA / 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: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
分子量理論値: 43.232699 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MSKATEQNDK LKRAIIISAV LHVILFAALI WSSFDENIEA SAGGGGGSSI DAVMVDSGAV VEQYKRMQSQ ESSAKRSDEQ RKMKEQQAA EELREKQAAE QERLKQLEKE RLAAQEQKKQ AEEAAKQAEL KQKQAEEAAA KAAADAKAKA EADAKAAEEA A KKAAADAK ...文字列:
MSKATEQNDK LKRAIIISAV LHVILFAALI WSSFDENIEA SAGGGGGSSI DAVMVDSGAV VEQYKRMQSQ ESSAKRSDEQ RKMKEQQAA EELREKQAAE QERLKQLEKE RLAAQEQKKQ AEEAAKQAEL KQKQAEEAAA KAAADAKAKA EADAKAAEEA A KKAAADAK KKAEAEAAKA AAEAQKKAEA AAAALKKKAE AAEAAAAEAR KKAATEAAEK AKAEAEKKAA AEKAAADKKA AA EKAAADK KAAEKAAAEK AAADKKAAAE KAAADKKAAA AKAAAEKAAA AKAAAEADDI FGELSSGKNA PKTGGGAKGN NAS PAGSGN TKNNGASGAD INNYAGQIKS AIESKFYDAS SYAGKTCTLR IKLAPDGMLL DIKPEGGDPA LCQAALAAAK LAKI PKPPS QAVYEVFKNA PLDFKP

UniProtKB: Tol-Pal system protein TolA

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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4.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMNa2H2PO4/Na2HPO4phosphate-buffered saline
300.0 mMNaClsodium chloride
20.0 mMC3H4N2Imidazole
0.04 mMC47H84O22CYMAL-6 Neopentyl Glycol

詳細: Phosphate-buffered saline (PBS) buffer at pH 7.5 (20 mM PBS pH 7.5, 300 mM NaCl) with 20 mM Imidazole and 0.04 mM CYMAL-6 Neopentyl Glycol detergent
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 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: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 12 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 45 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細Sample was observed to be monodisperse.

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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 Tridiem 4K / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
詳細: Gatan GIF post-column energy filter operated in zero-loss mode
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 7469 / 平均露光時間: 5.0 sec. / 平均電子線量: 56.0 e/Å2
詳細: Images were collected in movie-mode at 40 frames per image.
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: SPOT SCAN / 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）: 0.5 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: 2497487
詳細: We performed automated particle picking using Blob and Template Picker for initial template picking and final sampling respectively.
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.5.2) / 詳細: Patch CTF routine in cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
In silico モデル: Inner membrane protein of Tol-Pal system, TolQRA.
詳細: Building of the high-resolution structures of TolQRA was done via approximate fitting of each monomer independently using the Alphafold 3 model of TolQ, TolR(TM), TolA(TM) as rigid bodies ...詳細: Building of the high-resolution structures of TolQRA was done via approximate fitting of each monomer independently using the Alphafold 3 model of TolQ, TolR(TM), TolA(TM) as rigid bodies into the density in Chimera, followed by refinement in COOT.
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.19 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.5.2) / 使用した粒子像数: 54048
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.5.2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.5.2)
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
PDB IDChain

abu9

chain_id: A, residue_range: 7-224, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abu9

chain_id: B, residue_range: 8-224, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abu9

chain_id: C, residue_range: 7-224, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abu9

chain_id: D, residue_range: 6-224, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abu9

chain_id: E, residue_range: 7-223, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abv6

chain_id: F, residue_range: 14-34, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

abv6

chain_id: G, residue_range: 12-34, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model

9934

chain_id: H, residue_range: 7-33, source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model
詳細Building of the high-resolution structures of TolQRA was done via approximate fitting of each monomer independently using the Alphafold 3 model of TolQ, TolR(TM), TolA(TM) as rigid bodies into the density in Chimera, followed by refinement in COOT.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 124.3
当てはまり具合の基準: Cross-correlation coefficient
得られたモデル

PDB-9kch:
Cryo-EM structure of inner membrane TolQRA complex in CYMAL-6-Neopentyl Glycol detergent micelles

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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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