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- PDB-4is4: The glutamine synthetase from the dicotyledonous plant M. truncat... -
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Open data
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Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 4is4 | ||||||
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Title | The glutamine synthetase from the dicotyledonous plant M. truncatula is a decamer | ||||||
![]() | Glutamine synthetase | ||||||
![]() | LIGASE / decamer dicotyledonous | ||||||
Function / homology | ![]() glutamine synthetase / glutamine biosynthetic process / glutamine synthetase activity / ATP binding / cytoplasm Similarity search - Function | ||||||
Biological species | ![]() ![]() | ||||||
Method | ![]() ![]() ![]() | ||||||
![]() | Seabra, A.R. / Carvalho, H. / Pereira, P.J.B. | ||||||
![]() | ![]() Title: The structures of cytosolic and plastid-located glutamine synthetases from Medicago truncatula reveal a common and dynamic architecture. Authors: Eva Torreira / Ana Rita Seabra / Hazel Marriott / Min Zhou / Óscar Llorca / Carol V Robinson / Helena G Carvalho / Carlos Fernández-Tornero / Pedro José Barbosa Pereira / ![]() ![]() ![]() Abstract: The first step of nitrogen assimilation in higher plants, the energy-driven incorporation of ammonia into glutamate, is catalyzed by glutamine synthetase. This central process yields the readily ...The first step of nitrogen assimilation in higher plants, the energy-driven incorporation of ammonia into glutamate, is catalyzed by glutamine synthetase. This central process yields the readily metabolizable glutamine, which in turn is at the basis of all subsequent biosynthesis of nitrogenous compounds. The essential role performed by glutamine synthetase makes it a prime target for herbicidal compounds, but also a suitable intervention point for the improvement of crop yields. Although the majority of crop plants are dicotyledonous, little is known about the structural organization of glutamine synthetase in these organisms and about the functional differences between the different isoforms. Here, the structural characterization of two glutamine synthetase isoforms from the model legume Medicago truncatula is reported: the crystallographic structure of cytoplasmic GSII-1a and an electron cryomicroscopy reconstruction of plastid-located GSII-2a. Together, these structural models unveil a decameric organization of dicotyledonous glutamine synthetase, with two pentameric rings weakly connected by inter-ring loops. Moreover, rearrangement of these dynamic loops changes the relative orientation of the rings, suggesting a zipper-like mechanism for their assembly into a decameric enzyme. Finally, the atomic structure of M. truncatula GSII-1a provides important insights into the structural determinants of herbicide resistance in this family of enzymes, opening new avenues for the development of herbicide-resistant plants. #1: Journal: Acta Crystallogr.,Sect.F / Year: 2009 Title: Crystallization and preliminary crystallographic characterization of glutamine synthetase from Medicago truncatula. Authors: Seabra, A.R. / Carvalho, H. / Pereira, P.J. | ||||||
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Structure visualization
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-Related structure data
Related structure data | ![]() 2581C ![]() 2d3aS S: Starting model for refinement C: citing same article ( |
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Similar structure data |
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Links
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Assembly
Deposited unit | ![]()
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1 |
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Unit cell |
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Components
#1: Protein | Mass: 41550.441 Da / Num. of mol.: 10 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() ![]() ![]() ![]() #2: Water | ChemComp-HOH / | |
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-Experimental details
-Experiment
Experiment | Method: ![]() |
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Sample preparation
Crystal | Density Matthews: 2.22 Å3/Da / Density % sol: 44.62 % |
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Crystal grow | Temperature: 287 K / Method: vapor diffusion, sitting drop / pH: 7.4 Details: 0.12 M triammonium citrate, 9.2% PEG3350, pH 7.4, VAPOR DIFFUSION, SITTING DROP, temperature 287K |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K |
---|---|
Diffraction source | Source: ![]() ![]() ![]() |
Detector | Type: ADSC QUANTUM 4 / Detector: CCD / Date: Feb 17, 2006 |
Radiation | Monochromator: Diamond (111), Ge(220) / Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 0.933 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 2.35→101 Å / Num. all: 0 / Num. obs: 149655 / % possible obs: 99 % / Observed criterion σ(F): 0 / Observed criterion σ(I): 0 / Redundancy: 6.3 % / Rmerge(I) obs: 0.077 / Net I/σ(I): 19.2 |
Reflection shell | Resolution: 2.35→2.48 Å / Redundancy: 5.6 % / Rmerge(I) obs: 0.338 / Mean I/σ(I) obs: 4 / % possible all: 96.8 |
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Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: ![]() Starting model: PDB ENTRY 2D3A Resolution: 2.35→96.511 Å / SU ML: 0.26 / σ(F): 1.34 / Phase error: 23.09 / Stereochemistry target values: ML
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.11 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.35→96.511 Å
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Refine LS restraints |
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LS refinement shell |
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Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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