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- PDB-6icn: Pseudomonas putida CBB5 NdmA with caffeine -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6icn
タイトルPseudomonas putida CBB5 NdmA with caffeine
要素Methylxanthine N1-demethylase NdmA
キーワードMETAL BINDING PROTEIN / N-demethylase / Rieske oxygenase / non-heme iron center / caffeine degradation
機能・相同性
機能・相同性情報


methylxanthine N1-demethylase / alkaloid catabolic process / demethylase activity / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / oxidoreductase activity / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Vanillate O-demethylase oxygenase-like, C-terminal catalytic domain / Vanillate O-demethylase oxygenase C-terminal domain / : / Rieske [2Fe-2S] domain / Rieske [2Fe-2S] iron-sulphur domain / Rieske [2Fe-2S] iron-sulfur domain profile. / Rieske [2Fe-2S] iron-sulphur domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
CAFFEINE / : / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / Methylxanthine N1-demethylase NdmA
類似検索 - 構成要素
生物種Pseudomonas putida (バクテリア)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 1.65 Å
データ登録者Kim, J.H. / Kim, B.H. / Kang, S.Y. / Song, H.K.
資金援助 韓国, 1件
組織認可番号国
National Research Foundation (Korea)2016R1E1A1A01942623 韓国
引用ジャーナル: J Mol Biol / 年: 2019
タイトル: Structural and Mechanistic Insights into Caffeine Degradation by the Bacterial N-Demethylase Complex.
著者: Jun Hoe Kim / Bong Heon Kim / Shelby Brooks / Seung Yeon Kang / Ryan M Summers / Hyun Kyu Song /
要旨: Caffeine, found in many foods, beverages, and pharmaceuticals, is the most used chemical compound for mental alertness. It is originally a natural product of plants and exists widely in environmental ...Caffeine, found in many foods, beverages, and pharmaceuticals, is the most used chemical compound for mental alertness. It is originally a natural product of plants and exists widely in environmental soil. Some bacteria, such as Pseudomonas putida CBB5, utilize caffeine as a sole carbon and nitrogen source by degrading it through sequential N-demethylation catalyzed by five enzymes (NdmA, NdmB, NdmC, NdmD, and NdmE). The environmentally friendly enzymatic reaction products, methylxanthines, are high-value biochemicals that are used in the pharmaceutical and cosmetic industries. However, the structures and biochemical properties of bacterial N-demethylases remain largely unknown. Here, we report the structures of NdmA and NdmB, the initial N- and N-specific demethylases, respectively. Reverse-oriented substrate bindings were observed in the substrate-complexed structures, offering methyl position specificity for proper N-demethylation. For efficient sequential degradation of caffeine, these enzymes form a unique heterocomplex with 3:3 stoichiometry, which was confirmed by enzymatic assays, fluorescent labeling, and small-angle x-ray scattering. The binary structure of NdmA with the ferredoxin domain of NdmD, which is the first structural information for the plant-type ferredoxin domain in a complex state, was also determined to better understand electron transport during N-demethylation. These findings broaden our understanding of the caffeine degradation mechanism by bacterial enzymes and will enable their use for industrial applications.
履歴
登録2018年9月6日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02019年9月4日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12019年9月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.22019年11月20日Group: Derived calculations / カテゴリ: pdbx_struct_conn_angle / struct_conn
改定 1.32024年3月27日Group: Data collection / Database references / Derived calculations
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / struct_conn
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_auth_asym_id / _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_conn.ptnr2_auth_asym_id / _struct_conn.ptnr2_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr2_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr2_label_asym_id / _struct_conn.ptnr2_label_atom_id / _struct_conn.ptnr2_label_comp_id

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構造の表示

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
A: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
B: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
C: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)128,42512
ポリマ－127,1383
非ポリマー1,2879
水25,6171422
1
A: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
B: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
C: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
ヘテロ分子

A: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
B: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
C: Methylxanthine N1-demethylase NdmA
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)256,85024
ポリマ－254,2766
非ポリマー2,57418
水1086
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
crystal symmetry operation4_556y,x,-z+11
Buried area21310 Å2
ΔGint-272 kcal/mol
Surface area79990 Å2
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)135.938, 135.938, 155.430
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 120.00
Int Tables number154
Space group name H-MP3221

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要素

#1: タンパク質 Methylxanthine N1-demethylase NdmA / 1-methylxanthine demethylase


分子量: 42379.398 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pseudomonas putida (バクテリア) / 遺伝子: ndmA / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: H9N289, methylxanthine N1-demethylase
#2: 化合物 ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2
#3: 化合物 ChemComp-CO / COBALT (II) ION


分子量: 58.933 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Co
#4: 化合物 ChemComp-CFF / CAFFEINE / 3,7-DIHYDRO-1,3,7-TRIMETHYL-1H-PURINE-2,6-DIONE / カフェイン


分子量: 194.191 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H10N4O2 / コメント: 薬剤*YM
#5: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1422 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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実験情報

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実験

実験手法: X線回折 / 使用した結晶の数: 1

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試料調製

結晶マシュー密度: 3.26 Å3/Da / 溶媒含有率: 62.28 %
結晶化温度: 293 K / 手法: 蒸気拡散法, ハンギングドロップ法
詳細: 0.2M ammonium citrate/citric acid pH 7.5, 15% w/v PEG 3350, 20% v/v 2-propanol

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データ収集

回折平均測定温度: 100 K
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: PAL/PLS / ビームライン: 5C (4A) / 波長: 0.9795 Å
検出器タイプ: DECTRIS PILATUS3 6M / 検出器: PIXEL / 日付: 2016年6月26日
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
放射波長波長: 0.9795 Å / 相対比: 1
反射解像度: 1.65→50 Å / Num. obs: 198567 / % possible obs: 99.8 % / 冗長度: 5.2 % / Rrim(I) all: 0.091 / Net I/σ(I): 29
反射 シェル解像度: 1.65→1.68 Å / Rrim(I) all: 0.543

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX(1.10.1_2155: ???)精密化
HKL-2000データ削減
HKL-2000データスケーリング
PHENIX位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換 / 解像度: 1.65→33.756 Å / SU ML: 0.13 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 0 / 位相誤差: 19.3
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2036 1953 1.02 %
Rwork0.173 --
obs0.1733 192208 96.84 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 1.65→33.756 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数8403 0 0 1422 9825
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.0098673
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d1.00411802
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d15.5955142
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.0581230
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.0071551
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
1.6501-1.69140.24751340.211312716X-RAY DIFFRACTION91
1.6914-1.73710.25841310.204912773X-RAY DIFFRACTION92
1.7371-1.78830.21411370.195413004X-RAY DIFFRACTION93
1.7883-1.8460.2371330.19213136X-RAY DIFFRACTION94
1.846-1.91190.22931420.187613375X-RAY DIFFRACTION96
1.9119-1.98850.20411350.186713388X-RAY DIFFRACTION96
1.9885-2.0790.23011350.17713640X-RAY DIFFRACTION98
2.079-2.18860.17891430.170413796X-RAY DIFFRACTION98
2.1886-2.32560.20381420.175813779X-RAY DIFFRACTION99
2.3256-2.50520.22941440.182413911X-RAY DIFFRACTION99
2.5052-2.75720.22271410.179713960X-RAY DIFFRACTION99
2.7572-3.15590.21261430.178314069X-RAY DIFFRACTION100
3.1559-3.97510.19621460.160914172X-RAY DIFFRACTION100
3.9751-33.76280.16651470.154814536X-RAY DIFFRACTION100

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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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