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万見
- PDB-3j8y: High-resolution structure of ATP analog-bound kinesin on microtubules -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 3j8y
タイトルHigh-resolution structure of ATP analog-bound kinesin on microtubules
要素
  • Kinesin-1 heavy chain
  • Tubulin alpha-1B chain
  • Tubulin beta-2B chain
キーワードMOTOR PROTEIN/STRUCTURAL PROTEIN / molecular motors / kinesin / myosin / microtubules / cytoskeletal motors / MOTOR PROTEIN-STRUCTURAL PROTEIN complex
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of modification of synapse structure, modulating synaptic transmission / plus-end-directed vesicle transport along microtubule / cytoplasm organization / cytolytic granule membrane / anterograde dendritic transport of neurotransmitter receptor complex / anterograde neuronal dense core vesicle transport / mitocytosis / retrograde neuronal dense core vesicle transport / anterograde axonal protein transport / ciliary rootlet ...regulation of modification of synapse structure, modulating synaptic transmission / plus-end-directed vesicle transport along microtubule / cytoplasm organization / cytolytic granule membrane / anterograde dendritic transport of neurotransmitter receptor complex / anterograde neuronal dense core vesicle transport / mitocytosis / retrograde neuronal dense core vesicle transport / anterograde axonal protein transport / ciliary rootlet / lysosome localization / positive regulation of potassium ion transport / plus-end-directed microtubule motor activity / vesicle transport along microtubule / Kinesins / RHO GTPases activate KTN1 / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / Hedgehog 'off' state / Cilium Assembly / Intraflagellar transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / Mitotic Prometaphase / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / RHOH GTPase cycle / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Kinesins / PKR-mediated signaling / Separation of Sister Chromatids / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / Aggrephagy / kinesin complex / RHO GTPases activate IQGAPs / RHO GTPases Activate Formins / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / microtubule motor activity / MHC class II antigen presentation / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / centrosome localization / mitochondrion transport along microtubule / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / COPI-mediated anterograde transport / microtubule-based movement / stress granule disassembly / natural killer cell mediated cytotoxicity / Insulin processing / synaptic vesicle transport / postsynaptic cytosol / microtubule-based process / phagocytic vesicle / axon cytoplasm / MHC class II antigen presentation / dendrite cytoplasm / axon guidance / positive regulation of synaptic transmission, GABAergic / regulation of membrane potential / positive regulation of protein localization to plasma membrane / cellular response to type II interferon / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / centriolar satellite / Signaling by ALK fusions and activated point mutants / mitotic cell cycle / microtubule cytoskeleton / nuclear membrane / microtubule binding / vesicle / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / cadherin binding / GTPase activity / GTP binding / protein-containing complex binding / perinuclear region of cytoplasm / ATP hydrolysis activity / mitochondrion / ATP binding / metal ion binding / identical protein binding / membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Beta tubulin ...Kinesin-like protein / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain superfamily / Alpha tubulin / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Tubulin beta chain / Kinesin-1 heavy chain / Tubulin alpha-1B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Sus scrofa (ブタ)
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: 5 Å
データ登録者Shang, Z. / Zhou, K. / Xu, C. / Csencsits, R. / Cochran, J.C. / Sindelar, C.V.
引用ジャーナル: Elife / 年: 2014
タイトル: High-resolution structures of kinesin on microtubules provide a basis for nucleotide-gated force-generation.
著者: Zhiguo Shang / Kaifeng Zhou / Chen Xu / Roseann Csencsits / Jared C Cochran / Charles V Sindelar /
要旨: Microtubule-based transport by the kinesin motors, powered by ATP hydrolysis, is essential for a wide range of vital processes in eukaryotes. We obtained insight into this process by developing ...Microtubule-based transport by the kinesin motors, powered by ATP hydrolysis, is essential for a wide range of vital processes in eukaryotes. We obtained insight into this process by developing atomic models for no-nucleotide and ATP states of the monomeric kinesin motor domain on microtubules from cryo-EM reconstructions at 5-6 Å resolution. By comparing these models with existing X-ray structures of ADP-bound kinesin, we infer a mechanistic scheme in which microtubule attachment, mediated by a universally conserved 'linchpin' residue in kinesin (N255), triggers a clamshell opening of the nucleotide cleft and accompanying release of ADP. Binding of ATP re-closes the cleft in a manner that tightly couples to translocation of cargo, via kinesin's 'neck linker' element. These structural transitions are reminiscent of the analogous nucleotide-exchange steps in the myosin and F1-ATPase motors and inform how the two heads of a kinesin dimer 'gate' each other to promote coordinated stepping along microtubules.
履歴
登録2014年11月20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 1.12015年6月3日Group: Database references
改定 1.22018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
改定 1.32024年2月21日Group: Data collection / Database references ...Data collection / Database references / Derived calculations / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_3d_fitting_list / pdbx_initial_refinement_model / pdbx_struct_conn_angle / struct_conn / struct_ref_seq_dif / struct_site
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_auth_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_auth_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_asym_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_atom_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_auth_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_auth_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_asym_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_atom_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_comp_id / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr3_label_seq_id / _pdbx_struct_conn_angle.value / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr1_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr1_label_asym_id / _struct_conn.ptnr1_label_atom_id / _struct_conn.ptnr1_label_comp_id / _struct_conn.ptnr1_label_seq_id / _struct_ref_seq_dif.details / _struct_site.pdbx_auth_asym_id / _struct_site.pdbx_auth_comp_id / _struct_site.pdbx_auth_seq_id

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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
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-6188
  • 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-6188
  • 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
K: Kinesin-1 heavy chain
A: Tubulin alpha-1B chain
B: Tubulin beta-2B chain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)140,9247
ポリマ－139,4263
非ポリマー1,4984
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: 8.5215 Å / Rotation per n subunits: -25.77 °)
詳細The reconstructed 14-protofilament microtubule is pseudo-symmetric, containing a seam with 3 starts per tubulin monomer, or 1.5 starts per tubulin dimer.

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要素

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タンパク質 , 3種, 3分子 KAB

#1: タンパク質 Kinesin-1 heavy chain / Conventional kinesin heavy chain / Ubiquitous kinesin heavy chain / UKHC


分子量: 39238.145 Da / 分子数: 1
断片: Truncated catalytic head domain (monomeric, UNP residues 1-349)
由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KIF5B, KNS, KNS1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P33176
#2: タンパク質 Tubulin alpha-1B chain / Alpha-tubulin ubiquitous / Tubulin K-alpha-1 / Tubulin alpha-ubiquitous chain


分子量: 50204.445 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: Q2XVP4
#3: タンパク質 Tubulin beta-2B chain


分子量: 49983.824 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: F2Z5B2

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非ポリマー , 4種, 4分子

#4: 化合物 ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 507.181 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#5: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#6: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 523.180 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#7: 化合物 ChemComp-GDP / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE


タイプ: RNA linking / 分子量: 443.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O11P2 / コメント: GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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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
1Microtubule decorated with monomeric human kinesin (K349 construct) having ADP aluminum fluoride complex bound in the nucleotide pocketCOMPLEXOne monomer of kinesin binds to one heterodimer of tubulin.0
2Human monomeric kinesin-1A construct1
3Alpha-tubulin1
4Beta-tubulin1
分子量値: 0.135 MDa / 実験値: NO
緩衝液名称: 25 mM PIPES, 25 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 1 mM EGTA / pH: 6.8 / 詳細: 25 mM PIPES, 25 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 1 mM EGTA
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: 300 mesh copper grid with homemade holey carbon
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE
詳細: No glow discharge was applied. After sample application to grid, liquid was mostly 'wicked' away by edgewise application of filter paper. Subsequently, blotting and plunge freezing were ...詳細: No glow discharge was applied. After sample application to grid, liquid was mostly 'wicked' away by edgewise application of filter paper. Subsequently, blotting and plunge freezing were performed with ~0.5 second delay after blotting but prior to plunging into liquid ethane.
手法: No glow discharge was applied. After sample application to grid, liquid was mostly 'wicked' away by edgewise application of filter paper. Subsequently, blotting and plunge freezing were ...手法: No glow discharge was applied. After sample application to grid, liquid was mostly 'wicked' away by edgewise application of filter paper. Subsequently, blotting and plunge freezing were performed with ~0.5 second delay after blotting but prior to plunging.

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: FEI TITAN / 日付: 2013年6月2日
詳細: 4K x 4K counting mode was used. 24 frames total were collected.
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（補正後）: 23859 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2 mm / カメラ長: 0 mm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: GATAN LIQUID NITROGEN
撮影電子線照射量: 15 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
画像スキャンデジタル画像の数: 51
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
1MDFFモデルフィッティング
2FREALIGN３次元再構成
3SPIDER３次元再構成
CTF補正詳細: done within FREALIGN
らせん対称回転角度/サブユニット: 25.77 ° / 軸方向距離/サブユニット: 8.5215 Å / らせん対称軸の対称性: C1
詳細: The reconstructed 14-protofilament microtubule is pseudo-symmetric, containing a seam with 3 starts per tubulin monomer, or 1.5 starts per tubulin dimer.
3次元再構成手法: Single particle / 解像度: 5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 49961 / ピクセルサイズ（公称値）: 2.097 Å / ピクセルサイズ（実測値）: 2.097 Å
詳細: Initial alignment was done using customized SPIDER scripts. Reconstruction and subsequent refinement were done by FREALIGN.
対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
Target criteria: RMSD from the starting structure was monitored for convergence.
詳細: REFINEMENT PROTOCOL--flexible DETAILS--MDFF was performed using explicit solvation, after placing active-site water coordinates identified in high-resolution crystal structures of kinesins ...詳細: REFINEMENT PROTOCOL--flexible DETAILS--MDFF was performed using explicit solvation, after placing active-site water coordinates identified in high-resolution crystal structures of kinesins ATP-like state. Side chains were excluded from the MDFF target potential. Following several equilibration steps, the relative strength of the EM map potential (GSCALE term) was slowly increased from 0 to 1 over the course of 10 nanoseconds. The t = 1.4 ns time point was selected to represent the final fitted model, based on the approximate convergence of the RMSD from the starting structure.
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Accession code: 4HNA / Initial refinement model-ID: 1 / PDB-ID: 4HNA

4hna

/ Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB chain-ID
1K
2A
3B
精密化ステップサイクル: LAST
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数9343 0 92 0 9435

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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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