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- EMDB-8514: 3D reconstruction of the CaMKIIa holoenzyme. -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8514
タイトル3D reconstruction of the CaMKIIa holoenzyme.
マップデータCaMKII holoenzyme structure resolved by negative stain EM.
試料
  • 複合体: Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha
    • タンパク質・ペプチド: Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha
キーワードCalcium/calmodulin-dependent kinase II (CaMKII) / cell signaling / calcium / calmodulin (CaM) / long-term potentiation (LTP) / long-term depression (LTD) / synaptic plasticity / cooperativity / electron microscopy (EM) / single particle reconstruction / intrinsic disorder / TRANSFERASE
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of synaptic vesicle docking / HSF1-dependent transactivation / RAF activation / Ion transport by P-type ATPases / peptidyl-threonine autophosphorylation / calcium- and calmodulin-dependent protein kinase complex / neurotransmitter receptor transport to plasma membrane / regulation of endocannabinoid signaling pathway / Interferon gamma signaling / Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase ...regulation of synaptic vesicle docking / HSF1-dependent transactivation / RAF activation / Ion transport by P-type ATPases / peptidyl-threonine autophosphorylation / calcium- and calmodulin-dependent protein kinase complex / neurotransmitter receptor transport to plasma membrane / regulation of endocannabinoid signaling pathway / Interferon gamma signaling / Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase / dendritic spine development / negative regulation of hydrolase activity / regulation of neurotransmitter secretion / Trafficking of AMPA receptors / positive regulation of calcium ion transport / regulation of neuron migration / Ca2+ pathway / calcium/calmodulin-dependent protein kinase activity / GTPase activating protein binding / RAF/MAP kinase cascade / regulation of mitochondrial membrane permeability involved in apoptotic process / Ion homeostasis / dendrite morphogenesis / regulation of neurotransmitter receptor localization to postsynaptic specialization membrane / regulation of neuronal synaptic plasticity / glutamate receptor binding / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / postsynaptic cytosol / positive regulation of cardiac muscle cell apoptotic process / regulation of protein localization to plasma membrane / cellular response to interferon-beta / presynaptic cytosol / ionotropic glutamate receptor signaling pathway / dendrite cytoplasm / response to ischemia / angiotensin-activated signaling pathway / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / G1/S transition of mitotic cell cycle / cellular response to type II interferon / Schaffer collateral - CA1 synapse / kinase activity / calcium ion transport / dendritic spine / calmodulin binding / neuron projection / postsynaptic density / axon / protein serine kinase activity / neuronal cell body / protein serine/threonine kinase activity / synapse / dendrite / glutamatergic synapse / protein homodimerization activity / mitochondrion / ATP binding / metal ion binding / identical protein binding / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, association-domain / Calcium/calmodulin dependent protein kinase II association domain / NTF2-like domain superfamily / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / Protein kinase domain / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / Protein kinase, ATP binding site / Protein kinases ATP-binding region signature. / Protein kinase domain profile. ...Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, association-domain / Calcium/calmodulin dependent protein kinase II association domain / NTF2-like domain superfamily / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / Protein kinase domain / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / Protein kinase, ATP binding site / Protein kinases ATP-binding region signature. / Protein kinase domain profile. / Protein kinase domain / Protein kinase-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ)
手法単粒子再構成法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 20.0 Å
データ登録者Myers J / Reichow SL
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01NS081248 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2017
タイトル: The CaMKII holoenzyme structure in activation-competent conformations.
著者: Janette B Myers / Vincent Zaegel / Steven J Coultrap / Adam P Miller / K Ulrich Bayer / Steve L Reichow /
要旨: The Ca/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) assembles into large 12-meric holoenzymes, which is thought to enable regulatory processes required for synaptic plasticity underlying learning, ...The Ca/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) assembles into large 12-meric holoenzymes, which is thought to enable regulatory processes required for synaptic plasticity underlying learning, memory and cognition. Here we used single particle electron microscopy (EM) to determine a pseudoatomic model of the CaMKIIα holoenzyme in an extended and activation-competent conformation. The holoenzyme is organized by a rigid central hub complex, while positioning of the kinase domains is highly flexible, revealing dynamic holoenzymes ranging from 15-35 nm in diameter. While most kinase domains are ordered independently, ∼20% appear to form dimers and <3% are consistent with a compact conformation. An additional level of plasticity is revealed by a small fraction of bona-fide 14-mers (<4%) that may enable subunit exchange. Biochemical and cellular FRET studies confirm that the extended state of CaMKIIα resolved by EM is the predominant form of the holoenzyme, even under molecular crowding conditions.
履歴
登録2016年12月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年12月28日-
マップ公開2017年6月21日-
更新2024年3月13日-
現状2024年3月13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: 0.12
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.12
  • 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-5u6y
  • 表面レベル: 0.12
  • 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

emd_8514.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_8514.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 8 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈CaMKII holoenzyme structure resolved by negative stain EM.
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.)
4.37 Å/pix.
x 128 pix.
= 559.36 Å		4.37 Å/pix.
x 128 pix.
= 559.36 Å		4.37 Å/pix.
x 128 pix.
= 559.36 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: 4.37 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: 0.12 / ムービー #1: 0.12
最小 - 最大-1.1835607 - 0.77028763
平均 (標準偏差)0.0003138977 (±0.025755277)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ128128128
Spacing128128128
セルA=B=C: 559.36 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z4.374.374.37
M x/y/z128128128
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z559.360559.360559.360
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS128128128
D min/max/mean-1.1840.7700.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha

全体名称: Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha
要素
  • 複合体: Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha
    • タンパク質・ペプチド: Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha

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超分子 #1: Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha

超分子名称: Calcium-calmodulin dependent kinase II alpha / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: Full-length CaMKII alpha wild type
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 620 KDa

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分子 #1: Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha

分子名称: Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO / EC番号: Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 52.281535 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MYQLFEELGK GAFSVVRRCV KVLAGQEYAA KIINTKKLSA RDHQKLEREA RICRLLKHPN IVRLHDSISE EGHHYLIFDL VTGGELFED IVAREYYSEA DASHCIQQIL EAVLHCHQMG VVHRDLKPEN LLLASKLKGA AVKLADFGLA IEVEGEQQAW F GFAGTPGY ...文字列:
MYQLFEELGK GAFSVVRRCV KVLAGQEYAA KIINTKKLSA RDHQKLEREA RICRLLKHPN IVRLHDSISE EGHHYLIFDL VTGGELFED IVAREYYSEA DASHCIQQIL EAVLHCHQMG VVHRDLKPEN LLLASKLKGA AVKLADFGLA IEVEGEQQAW F GFAGTPGY LSPEVLRKDP YGKPVDLWAC GVILYILLVG YPPFWDEDQH RLYQQIKAGA YDFPSPEWDT VTPEAKDLIN KM LTINPSK RITAAEALKH PWISHRSTVA SCMHRQETVD CLKKFNARRK LKGAILTTML ATRNFSGGKS GGNKKSDGVK ESS ESTNTT IEDEDTKVRK QEIIKVTEQL IEAISNGDFE SYTKMCDPGM TAFEPEALGN LVEGLDFHRF YFENLWSRNS KPVH TTILN PHIHLMGDES ACIAYIRITQ YLDAGGIPRT AQSEETRVWH RRDGKWQIVH FHRSGA

UniProtKB: Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type II subunit alpha

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実験情報

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構造解析

手法ネガティブ染色法
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: 7.4
構成要素:
濃度名称式
50.0 mMHEPES
120.0 mMKCl
0.5 mMEGTA
染色タイプ: NEGATIVE / 材質: Uranyl Formate / 詳細: 0.75% (wt/vol) uranyl formate
グリッドモデル: Ted Pella / 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: 20 sec.
詳細100 nM complex

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI 12
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI EAGLE (2k x 2k) / 平均露光時間: 1.0 sec. / 平均電子線量: 20.0 e/Å2
電子線加速電圧: 120 kV / 電子線源: TUNGSTEN HAIRPIN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 49000

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画像解析

粒子像選択選択した数: 16616
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

51g3

最終 再構成使用したクラス数: 1
想定した対称性 - 点群: D6 (2回x6回 2面回転対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 20.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)
詳細: Only modeled the unstructured linker region, residues 300-345. The rest came from two other, previously published structures, namely 5IG3 and 2VZ6
使用した粒子像数: 2000
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: EMAN (ver. 2.12)
最終 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)
最終 3次元分類クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)

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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain

51g3

residue_range: 345-472, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

2vz6

residue_range: 13-300, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化プロトコル: RIGID BODY FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation Coefficient
得られたモデル

PDB-5u6y:
Pseudo-atomic model of the CaMKIIa holoenzyme.

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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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