+Open data
-Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 6ecs | ||||||
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Title | Crystal structure of WHV core protein mutant Y132A dimer | ||||||
Components | External core antigen | ||||||
Keywords | VIRAL PROTEIN / WHV / Core protein dimer | ||||||
Function / homology | Function and homology information microtubule-dependent intracellular transport of viral material towards nucleus / T=4 icosahedral viral capsid / virus-mediated perturbation of host defense response / viral penetration into host nucleus / host cell cytoplasm / symbiont entry into host cell / host cell nucleus / structural molecule activity / DNA binding / RNA binding / extracellular region Similarity search - Function | ||||||
Biological species | Woodchuck hepatitis B virus | ||||||
Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 2.9 Å | ||||||
Authors | Zhao, Z. / Gonzalez-Gutierrez, G. / Zlotnick, A. | ||||||
Funding support | United States, 1items
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Citation | Journal: J Virol / Year: 2019 Title: Structural Differences between the Woodchuck Hepatitis Virus Core Protein in the Dimer and Capsid States Are Consistent with Entropic and Conformational Regulation of Assembly. Authors: Zhongchao Zhao / Joseph Che-Yen Wang / Giovanni Gonzalez-Gutierrez / Balasubramanian Venkatakrishnan / Roi Asor / Daniel Khaykelson / Uri Raviv / Adam Zlotnick / Abstract: Hepadnaviruses are hepatotropic enveloped DNA viruses with an icosahedral capsid. Hepatitis B virus (HBV) causes chronic infection in an estimated 240 million people; woodchuck hepatitis virus (WHV), ...Hepadnaviruses are hepatotropic enveloped DNA viruses with an icosahedral capsid. Hepatitis B virus (HBV) causes chronic infection in an estimated 240 million people; woodchuck hepatitis virus (WHV), an HBV homologue, has been an important model system for drug development. The dimeric capsid protein (Cp) has multiple functions during the viral life cycle and thus has become an important target for a new generation of antivirals. Purified HBV and WHV Cp spontaneously assemble into 120-dimer capsids. Though they have 65% identity, WHV Cp has error-prone assembly with stronger protein-protein association. We have taken advantage of the differences in assemblies to investigate the basis of assembly regulation. We determined the structures of the WHV capsid to 4.5-Å resolution by cryo-electron microscopy (cryo-EM) and of the WHV Cp dimer to 2.9-Å resolution by crystallography and examined the biophysical properties of the dimer. We found, in dimer, that the subdomain that makes protein-protein interactions is partially disordered and rotated 21° from its position in capsid. This subdomain is susceptible to proteolysis, consistent with local disorder. WHV assembly shows similar susceptibility to HBV antiviral molecules, suggesting that HBV assembly follows similar transitions. These data show that there is an entropic cost for assembly that is compensated for by the energetic gain of burying hydrophobic interprotein contacts. We propose a series of stages in assembly that incorporate a disorder-to-order transition and structural shifts. We suggest that a cascade of structural changes may be a common mechanism for regulating high-fidelity capsid assembly in HBV and other viruses. Virus capsids assemble spontaneously with surprisingly high fidelity. This requires strict geometry and a narrow range of association energies for these protein-protein interactions. It was hypothesized that requiring subunits to undergo a conformational change to become assembly active could regulate assembly by creating an energetic barrier and attenuating association. We found that woodchuck hepatitis virus capsid protein undergoes structural transitions between its dimeric and its 120-dimer capsid states. It is likely that the closely related hepatitis B virus capsid protein undergoes similar structural changes, which has implications for drug design. Regulation of assembly by structural transition may be a common mechanism for many viruses. | ||||||
History |
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-Structure visualization
Structure viewer | Molecule: MolmilJmol/JSmol |
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-Downloads & links
-Download
PDBx/mmCIF format | 6ecs.cif.gz | 234.3 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
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PDB format | pdb6ecs.ent.gz | 191.8 KB | Display | PDB format |
PDBx/mmJSON format | 6ecs.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
Others | Other downloads |
-Validation report
Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ec/6ecs ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ec/6ecs | HTTPS FTP |
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-Related structure data
Related structure data | 9031C 6edjC 3kxsS S: Starting model for refinement C: citing same article (ref.) |
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Similar structure data |
-Links
-Assembly
Deposited unit |
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Unit cell |
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-Components
#1: Protein | Mass: 17034.369 Da / Num. of mol.: 4 / Mutation: Y132A Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Woodchuck hepatitis B virus / Production host: Escherichia coli (E. coli) / References: UniProt: P0C6J2 |
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-Experimental details
-Experiment
Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
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-Sample preparation
Crystal | Density Matthews: 4.64 Å3/Da / Density % sol: 73.51 % |
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Crystal grow | Temperature: 296.35 K / Method: vapor diffusion, sitting drop / pH: 5.8 Details: 13% polyethylene glycol 400, 240 mM KCl and 50 mM MES (pH 5.8) |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K |
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Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: ALS / Beamline: 4.2.2 / Wavelength: 1 Å |
Detector | Type: RDI CMOS_8M / Detector: CMOS / Date: Aug 10, 2017 |
Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 1 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 2.9→63.09 Å / Num. obs: 28665 / % possible obs: 99.93 % / Redundancy: 10.9 % / Biso Wilson estimate: 78.95 Å2 / CC1/2: 0.999 / Rmerge(I) obs: 0.1083 / Rpim(I) all: 0.0342 / Rrim(I) all: 0.1136 / Net I/σ(I): 19.47 |
Reflection shell | Resolution: 2.9→3.004 Å / Redundancy: 9.9 % / Rmerge(I) obs: 1.638 / Mean I/σ(I) obs: 1.28 / Num. unique obs: 2817 / CC1/2: 0.589 / Rpim(I) all: 0.5449 / Rrim(I) all: 1.728 / % possible all: 99.93 |
-Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENT Starting model: 3KXS Resolution: 2.9→63.087 Å / SU ML: 0.41 / Cross valid method: FREE R-VALUE / σ(F): 1.24 / Phase error: 24.58
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.11 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Displacement parameters | Biso mean: 84.23 Å2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.9→63.087 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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Refinement TLS group |
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