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万見
- PDB-3j8a: Structure of the F-actin-tropomyosin complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 3j8a
タイトルStructure of the F-actin-tropomyosin complex
要素
  • Actin, alpha skeletal muscle
  • tropomyosin alpha-1
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN/HYDROLASE / contractile filament / muscle / thin filament / cytoskeleton / structural protein-hydrolase complex
機能・相同性
機能・相同性情報


cytoskeletal motor activator activity / tropomyosin binding / mesenchyme migration / troponin I binding / myosin heavy chain binding / filamentous actin / actin filament bundle / skeletal muscle thin filament assembly / striated muscle thin filament / actin filament bundle assembly ...cytoskeletal motor activator activity / tropomyosin binding / mesenchyme migration / troponin I binding / myosin heavy chain binding / filamentous actin / actin filament bundle / skeletal muscle thin filament assembly / striated muscle thin filament / actin filament bundle assembly / skeletal muscle myofibril / actin monomer binding / skeletal muscle fiber development / stress fiber / titin binding / actin filament polymerization / filopodium / actin filament / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / calcium-dependent protein binding / lamellipodium / cell body / hydrolase activity / protein domain specific binding / calcium ion binding / positive regulation of gene expression / magnesium ion binding / ATP binding / identical protein binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Actin; Chain A, domain 2 / Actin; Chain A, domain 2 / ATPase, substrate binding domain, subdomain 4 / Actin; Chain A, domain 4 / ATPase, nucleotide binding domain / Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. ...Actin; Chain A, domain 2 / Actin; Chain A, domain 2 / ATPase, substrate binding domain, subdomain 4 / Actin; Chain A, domain 4 / ATPase, nucleotide binding domain / Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain / Nucleotidyltransferase; domain 5 / Roll / Alpha-Beta Complex / 2-Layer Sandwich / Mainly Beta / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / Actin, alpha skeletal muscle
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.7 Å
データ登録者von der Ecken, J. / Mueller, M. / Lehman, W. / Manstein, J.M. / Penczek, A.P. / Raunser, S.
引用ジャーナル: Nature / 年: 2015
タイトル: Structure of the F-actin-tropomyosin complex.
著者: Julian von der Ecken / Mirco Müller / William Lehman / Dietmar J Manstein / Pawel A Penczek / Stefan Raunser /
要旨: Filamentous actin (F-actin) is the major protein of muscle thin filaments, and actin microfilaments are the main component of the eukaryotic cytoskeleton. Mutations in different actin isoforms lead ...Filamentous actin (F-actin) is the major protein of muscle thin filaments, and actin microfilaments are the main component of the eukaryotic cytoskeleton. Mutations in different actin isoforms lead to early-onset autosomal dominant non-syndromic hearing loss, familial thoracic aortic aneurysms and dissections, and multiple variations of myopathies. In striated muscle fibres, the binding of myosin motors to actin filaments is mainly regulated by tropomyosin and troponin. Tropomyosin also binds to F-actin in smooth muscle and in non-muscle cells and stabilizes and regulates the filaments there in the absence of troponin. Although crystal structures for monomeric actin (G-actin) are available, a high-resolution structure of F-actin is still missing, hampering our understanding of how disease-causing mutations affect the function of thin muscle filaments and microfilaments. Here we report the three-dimensional structure of F-actin at a resolution of 3.7 Å in complex with tropomyosin at a resolution of 6.5 Å, determined by electron cryomicroscopy. The structure reveals that the D-loop is ordered and acts as a central region for hydrophobic and electrostatic interactions that stabilize the F-actin filament. We clearly identify map density corresponding to ADP and Mg(2+) and explain the possible effect of prominent disease-causing mutants. A comparison of F-actin with G-actin reveals the conformational changes during filament formation and identifies the D-loop as their key mediator. We also confirm that negatively charged tropomyosin interacts with a positively charged groove on F-actin. Comparison of the position of tropomyosin in F-actin-tropomyosin with its position in our previously determined F-actin-tropomyosin-myosin structure reveals a myosin-induced transition of tropomyosin. Our results allow us to understand the role of individual mutations in the genesis of actin- and tropomyosin-related diseases and will serve as a strong foundation for the targeted development of drugs.
履歴
登録2014年10月8日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02014年12月10日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12014年12月17日Group: Database references
改定 1.22015年3月11日Group: Database references
改定 1.32018年7月18日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_single_particle_entity / em_software / Item: _em_software.image_processing_id / _em_software.name
Remark 700SHEET DETERMINATION METHOD: AUTHOR DETERMINED

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-6124
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
F: tropomyosin alpha-1
G: tropomyosin alpha-1
A: Actin, alpha skeletal muscle
B: Actin, alpha skeletal muscle
C: Actin, alpha skeletal muscle
D: Actin, alpha skeletal muscle
E: Actin, alpha skeletal muscle
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)234,65017
ポリマ－232,3937
非ポリマー2,25810
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
対称性らせん対称: (回転対称性: 1 / Dyad axis: no / N subunits divisor: 1 / Num. of operations: 1 / Rise per n subunits: 27.5 Å / Rotation per n subunits: -166.4 °)
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
11chain A
21chain B
31chain C
41chain D
51chain E

NCSドメイン領域:
Dom-IDComponent-IDEns-IDSelection detailsAuth asym-IDAuth seq-ID
111chain AA5 - 371
211chain BB5 - 371
311chain CC5 - 371
411chain DD5 - 371
511chain EE5 - 371
詳細The full filament can be generated using the provided helical parameters from a small repeating subunit comprising chain A and residues 145-184 of chains F and G.

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要素

#1: タンパク質 tropomyosin alpha-1


分子量: 11507.176 Da / 分子数: 2 / 断片: SEE REMARK 999 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / キーワード: SEE REMARK 999
#2: タンパク質
Actin, alpha skeletal muscle / Alpha-actin-1


分子量: 41875.633 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Oryctolagus cuniculus (ウサギ) / 参照: UniProt: P68135
#3: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#4: 化合物
ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
配列の詳細MOUSE TROPOMYSIN WAS USED (UNP P58771, RESIDUES 97-231). DUE TO THE LIMITED RESOLUTION OF THE CRYO- ...MOUSE TROPOMYSIN WAS USED (UNP P58771, RESIDUES 97-231). DUE TO THE LIMITED RESOLUTION OF THE CRYO-EM DENSITY IN THE REGION OF TROPOMYOSIN, TROPOMYOSIN HAS BEEN REPRESENTED AS POLY(UNK).

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: FILAMENT / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプ詳細Parent-ID
1F-actin-tropomyosin complexCOMPLEXFilament0
2F-actin (alpha)1
3tropomyosin (alpha)1
緩衝液名称: 5 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM DTT, 100 mM KCl, 2 mM MgCl2
pH: 7.5
詳細: 5 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM DTT, 100 mM KCl, 2 mM MgCl2
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: C-flats 2/1 copper 300 mesh, Protochips, glow-discharged
急速凍結装置: GATAN CRYOPLUNGE 3 / 凍結剤: ETHANE / Temp: 106 K / 湿度: 90 %
詳細: Sample was applied to grid, incubated for 10 seconds, and manually blotted for 3 seconds from the backside with filter paper before plunging into liquid ethane (GATAN CRYOPLUNGE 3)
手法: Sample was applied to grid, incubated for 10 seconds, and manually blotted for 3 seconds from the backside with filter paper.

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS / 日付: 2013年10月17日 / 詳細: Cs-corrected microscope
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 59000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2600 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 0 mm / カメラ長: 0 mm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
傾斜角・最大: 0 ° / 傾斜角・最小: 0 °
撮影電子線照射量: 14.6 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON II (4k x 4k)
画像スキャンデジタル画像の数: 1311
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長相対比: 1

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1Cootモデルフィッティング
2DireXモデルフィッティング
3PHENIXモデルフィッティング
4SPARX３次元再構成
CTF補正詳細: each micrograph
らせん対称回転角度/サブユニット: 166.4 ° / 軸方向距離/サブユニット: 27.5 Å / らせん対称軸の対称性: C1 / 詳細: none
3次元再構成手法: helicon, cter / 解像度: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / ピクセルサイズ（公称値）: 1.14 Å / ピクセルサイズ（実測値）: 1.12 Å
詳細: The tropomyosin map filtered to 6.5 Angstrom was merged with the final F-actin map (3.7 Angstrom) to obtain a map of the entire F-actin tropomyosin complex. Coordinates must be shifted by (0. ...詳細: The tropomyosin map filtered to 6.5 Angstrom was merged with the final F-actin map (3.7 Angstrom) to obtain a map of the entire F-actin tropomyosin complex. Coordinates must be shifted by (0.123 -0.381 0.273) to match coordinates to fibre diffraction standards (filament axis = z axis passing through x=0 and y=0).
対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築
IDB valueプロトコルTarget criteria詳細空間
155.4FLEXIBLE FITR-factorMETHOD--maximum likelihood, flexible fitting
2FLEXIBLE FITcross-correlationMETHOD--flexible fittingREAL
原子モデル構築
IDPDB-IDPDB chain-ID 3D fitting-ID
14A7N

4a7n

A1
24A7N

4a7n

B1
34A7N

4a7n

C1
44A7N

4a7n

D1
54A7N

4a7n

E1
精密化解像度: 3.7→95.2 Å / SU ML: 0.2 / σ(F): 100 / 位相誤差: 26.02 / 立体化学のターゲット値: MLHL
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2708 29 0.01 %
Rwork0.2771 285222 -
obs0.2771 285251 99.94 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å / 溶媒モデル: FLAT BULK SOLVENT MODEL
原子変位パラメータBiso max: 129.39 Å2 / Biso mean: 50.7811 Å2 / Biso min: 0 Å2
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 3.7→95.2 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数15660 0 140 0 15800
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00414760
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.09720040
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.042235
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0052560
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d14.7375485
Refine LS restraints NCS
Ens-IDDom-IDAuth asym-ID数Refine-IDRmsタイプ
11A8809ELECTRON MICROSCOPY5.287TORSIONAL
12B8809ELECTRON MICROSCOPY5.287TORSIONAL
13C8809ELECTRON MICROSCOPY5.287TORSIONAL
14D8809ELECTRON MICROSCOPY5.287TORSIONAL
15E8809ELECTRON MICROSCOPY5.287TORSIONAL
LS精密化 シェル解像度: 3.7→95.2 Å / Total num. of bins used: 1
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2708 29 -
Rwork0.2771 285222 -
all-285251 -
obs--100 %

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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://pdbjlvh1.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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