+Open data
-Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 6ghl | ||||||
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Title | cyanobacterial GAPDH with full-length CP12 | ||||||
Components |
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Keywords | PHOTOSYNTHESIS / Calvin Cycle / Regulation | ||||||
Function / homology | Function and homology information negative regulation of reductive pentose-phosphate cycle / Oxidoreductases; Acting on the aldehyde or oxo group of donors; With NAD+ or NADP+ as acceptor / oxidoreductase activity, acting on the aldehyde or oxo group of donors, NAD or NADP as acceptor / glucose metabolic process / NAD binding / NADP binding / metal ion binding Similarity search - Function | ||||||
Biological species | Thermosynechococcus elongatus (bacteria) | ||||||
Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 2.378 Å | ||||||
Authors | McFarlane, C.R. / Murray, J.W. | ||||||
Funding support | United Kingdom, 1items
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Citation | Journal: Proc Natl Acad Sci U S A / Year: 2019 Title: Structural basis of light-induced redox regulation in the Calvin-Benson cycle in cyanobacteria. Authors: Ciaran R McFarlane / Nita R Shah / Burak V Kabasakal / Blanca Echeverria / Charles A R Cotton / Doryen Bubeck / James W Murray / Abstract: Plants, algae, and cyanobacteria fix carbon dioxide to organic carbon with the Calvin-Benson (CB) cycle. Phosphoribulokinase (PRK) and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) are essential ...Plants, algae, and cyanobacteria fix carbon dioxide to organic carbon with the Calvin-Benson (CB) cycle. Phosphoribulokinase (PRK) and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) are essential CB-cycle enzymes that control substrate availability for the carboxylation enzyme Rubisco. PRK consumes ATP to produce the Rubisco substrate ribulose bisphosphate (RuBP). GAPDH catalyzes the reduction step of the CB cycle with NADPH to produce the sugar glyceraldehyde 3-phosphate (GAP), which is used for regeneration of RuBP and is the main exit point of the cycle. GAPDH and PRK are coregulated by the redox state of a conditionally disordered protein CP12, which forms a ternary complex with both enzymes. However, the structural basis of CB-cycle regulation by CP12 is unknown. Here, we show how CP12 modulates the activity of both GAPDH and PRK. Using thermophilic cyanobacterial homologs, we solve crystal structures of GAPDH with different cofactors and CP12 bound, and the ternary GAPDH-CP12-PRK complex by electron cryo-microscopy, we reveal that formation of the N-terminal disulfide preorders CP12 prior to binding the PRK active site, which is resolved in complex with CP12. We find that CP12 binding to GAPDH influences substrate accessibility of all GAPDH active sites in the binary and ternary inhibited complexes. Our structural and biochemical data explain how CP12 integrates responses from both redox state and nicotinamide dinucleotide availability to regulate carbon fixation. | ||||||
History |
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-Structure visualization
Structure viewer | Molecule: MolmilJmol/JSmol |
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-Downloads & links
-Download
PDBx/mmCIF format | 6ghl.cif.gz | 563.9 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
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PDB format | pdb6ghl.ent.gz | 467 KB | Display | PDB format |
PDBx/mmJSON format | 6ghl.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
Others | Other downloads |
-Validation report
Summary document | 6ghl_validation.pdf.gz | 1.6 MB | Display | wwPDB validaton report |
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Full document | 6ghl_full_validation.pdf.gz | 1.6 MB | Display | |
Data in XML | 6ghl_validation.xml.gz | 54.2 KB | Display | |
Data in CIF | 6ghl_validation.cif.gz | 72.1 KB | Display | |
Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/gh/6ghl ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/gh/6ghl | HTTPS FTP |
-Related structure data
Related structure data | 0071C 6gfoC 6gfpC 6gfqC 6gfrC 6gg7C 6ghrC 6gveC 4boyS 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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1 |
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Unit cell |
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-Components
#1: Protein | Mass: 8611.127 Da / Num. of mol.: 2 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Thermosynechococcus elongatus (strain BP-1) (bacteria) Strain: BP-1 / Gene: cp12 / Plasmid: pRSETA Details (production host): modified with thrombin cleavable his-tag Production host: Escherichia coli (E. coli) / Strain (production host): KRX / References: UniProt: Q8DHX3 #2: Protein | Mass: 36792.734 Da / Num. of mol.: 4 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Thermosynechococcus elongatus (strain BP-1) (bacteria) Strain: BP-1 / Gene: tll1466 / Plasmid: pRSETA Details (production host): modified with thrombin-cleavable his-tag Production host: Escherichia coli (E. coli) / Strain (production host): KRX References: UniProt: Q8DIW5, Oxidoreductases; Acting on the aldehyde or oxo group of donors; With NAD+ or NADP+ as acceptor #3: Chemical | ChemComp-NAD / #4: Chemical | ChemComp-MLI / | #5: Water | ChemComp-HOH / | Has protein modification | Y | |
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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: 2.44 Å3/Da / Density % sol: 49.57 % |
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Crystal grow | Temperature: 290 K / Method: vapor diffusion / pH: 7 / Details: 100 mM Hepes pH7.0 16% PEG3350 4% Tacsimate |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K |
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Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: Diamond / Beamline: I03 / Wavelength: 0.97625 Å |
Detector | Type: DECTRIS PILATUS3 6M / Detector: PIXEL / Date: May 3, 2018 |
Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 0.97625 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 2.378→40.4 Å / Num. obs: 63755 / % possible obs: 99.76 % / Redundancy: 6.4 % / Biso Wilson estimate: 40.54 Å2 / CC1/2: 0.994 / Rmerge(I) obs: 0.1687 / Rrim(I) all: 0.1838 / Net I/σ(I): 6.82 |
Reflection shell | Resolution: 2.378→2.463 Å / Rmerge(I) obs: 0.8387 / Num. unique obs: 6186 / CC1/2: 0.467 / Rrim(I) all: 0.9138 / % possible all: 98.45 |
-Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENT Starting model: 4BOY Resolution: 2.378→40.4 Å / SU ML: 0.32 / Cross valid method: FREE R-VALUE / σ(F): 1.35 / Phase error: 25.89
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.11 Å | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.378→40.4 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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