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- PDB-6o35: Crystal structure of a de novo designed octameric helical-bundle ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6o35
タイトルCrystal structure of a de novo designed octameric helical-bundle protein
要素de novo designed WSHC8
キーワードDE NOVO PROTEIN / Helical bundle / octamer / computational design / pore
生物種synthetic construct (人工物)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 2.4 Å
データ登録者Bick, M.J. / Xu, C. / Sankaran, B. / Baker, D.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Computational design of transmembrane pores.
著者: Chunfu Xu / Peilong Lu / Tamer M Gamal El-Din / Xue Y Pei / Matthew C Johnson / Atsuko Uyeda / Matthew J Bick / Qi Xu / Daohua Jiang / Hua Bai / Gabriella Reggiano / Yang Hsia / T J Brunette ...著者: Chunfu Xu / Peilong Lu / Tamer M Gamal El-Din / Xue Y Pei / Matthew C Johnson / Atsuko Uyeda / Matthew J Bick / Qi Xu / Daohua Jiang / Hua Bai / Gabriella Reggiano / Yang Hsia / T J Brunette / Jiayi Dou / Dan Ma / Eric M Lynch / Scott E Boyken / Po-Ssu Huang / Lance Stewart / Frank DiMaio / Justin M Kollman / Ben F Luisi / Tomoaki Matsuura / William A Catterall / David Baker /
要旨: Transmembrane channels and pores have key roles in fundamental biological processes and in biotechnological applications such as DNA nanopore sequencing, resulting in considerable interest in the ...Transmembrane channels and pores have key roles in fundamental biological processes and in biotechnological applications such as DNA nanopore sequencing, resulting in considerable interest in the design of pore-containing proteins. Synthetic amphiphilic peptides have been found to form ion channels, and there have been recent advances in de novo membrane protein design and in redesigning naturally occurring channel-containing proteins. However, the de novo design of stable, well-defined transmembrane protein pores that are capable of conducting ions selectively or are large enough to enable the passage of small-molecule fluorophores remains an outstanding challenge. Here we report the computational design of protein pores formed by two concentric rings of α-helices that are stable and monodisperse in both their water-soluble and their transmembrane forms. Crystal structures of the water-soluble forms of a 12-helical pore and a 16-helical pore closely match the computational design models. Patch-clamp electrophysiology experiments show that, when expressed in insect cells, the transmembrane form of the 12-helix pore enables the passage of ions across the membrane with high selectivity for potassium over sodium; ion passage is blocked by specific chemical modification at the pore entrance. When incorporated into liposomes using in vitro protein synthesis, the transmembrane form of the 16-helix pore-but not the 12-helix pore-enables the passage of biotinylated Alexa Fluor 488. A cryo-electron microscopy structure of the 16-helix transmembrane pore closely matches the design model. The ability to produce structurally and functionally well-defined transmembrane pores opens the door to the creation of designer channels and pores for a wide variety of applications.
履歴
登録2019年2月25日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年3月18日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年4月29日Group: Database references / Structure summary / カテゴリ: audit_author / citation_author
改定 1.22020年9月9日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.32020年9月16日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.42024年3月13日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession
改定 1.52024年4月3日Group: Refinement description / カテゴリ: pdbx_initial_refinement_model

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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: de novo designed WSHC8
B: de novo designed WSHC8
C: de novo designed WSHC8
D: de novo designed WSHC8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)48,2354
ポリマ－48,2354
非ポリマー00
水30617
1
A: de novo designed WSHC8
B: de novo designed WSHC8
C: de novo designed WSHC8
D: de novo designed WSHC8

A: de novo designed WSHC8
B: de novo designed WSHC8
C: de novo designed WSHC8
D: de novo designed WSHC8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)96,4698
ポリマ－96,4698
非ポリマー00
水1448
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
crystal symmetry operation2_655-x+1,-y,z1
Buried area20890 Å2
ΔGint-241 kcal/mol
Surface area40860 Å2
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)59.440, 103.684, 72.980
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 90.00
Int Tables number18
Space group name H-MP21212

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要素

#1: タンパク質
de novo designed WSHC8


分子量: 12058.667 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#2: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 17 / 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: 2.34 Å3/Da / 溶媒含有率: 47.39 %
結晶化温度: 290 K / 手法: 蒸気拡散法, ハンギングドロップ法 / pH: 5.5
詳細: 0.3 M Magnesium formate dihydrate 0.1 M BIS-Tris 5.5

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データ収集

回折平均測定温度: 100 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: ALS / ビームライン: 8.2.1 / 波長: 1.00002 Å
検出器タイプ: ADSC QUANTUM 315r / 検出器: CCD / 日付: 2018年8月17日
放射モノクロメーター: Double-crystal Si(111) and multilayer
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: 1.00002 Å / 相対比: 1
反射解像度: 2.4→34.444 Å / Num. obs: 18231 / % possible obs: 99.57 % / 冗長度: 7 % / Biso Wilson estimate: 40.86 Å2 / CC1/2: 0.998 / Rmerge(I) obs: 0.1921 / Rpim(I) all: 0.07916 / Rrim(I) all: 0.2081 / Net I/σ(I): 8.28
反射 シェル解像度: 2.4→2.486 Å / 冗長度: 7.2 % / Rmerge(I) obs: 1.698 / Mean I/σ(I) obs: 1.43 / Num. unique obs: 1791 / CC1/2: 0.804 / Rpim(I) all: 0.6821 / Rrim(I) all: 1.823 / % possible all: 99.44

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX(dev_3112: ???)精密化
XDSJan 26, 2018データ削減
XDSJan 26, 2018データスケーリング
PHASER2.8.2.位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換
開始モデル: Computational model

解像度: 2.4→34.444 Å / SU ML: 0.4 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.34 / 位相誤差: 32.47
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2984 2172 6.4 %
Rwork0.2609 --
obs0.2634 18190 99.52 %
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: 2.4→34.444 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数2914 0 0 17 2931
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.0022936
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d0.3653956
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d12.3511844
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.019480
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.001503
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
2.4-2.45220.43071330.39941993X-RAY DIFFRACTION100
2.4522-2.50920.38191350.34761957X-RAY DIFFRACTION99
2.5092-2.57190.34931390.32781999X-RAY DIFFRACTION100
2.5719-2.64150.2931360.30971985X-RAY DIFFRACTION100
2.6415-2.71920.29261340.31762009X-RAY DIFFRACTION100
2.7192-2.80690.34151350.30611983X-RAY DIFFRACTION100
2.8069-2.90720.34511350.30371979X-RAY DIFFRACTION100
2.9072-3.02350.32061360.2791979X-RAY DIFFRACTION99
3.0235-3.1610.37151370.27282008X-RAY DIFFRACTION100
3.161-3.32750.32881390.27231995X-RAY DIFFRACTION100
3.3275-3.53580.28131340.24991957X-RAY DIFFRACTION100
3.5358-3.80850.2911380.21371989X-RAY DIFFRACTION99
3.8085-4.19120.25861330.20861984X-RAY DIFFRACTION100
4.1912-4.79620.23571390.19531980X-RAY DIFFRACTION99
4.7962-6.03750.29041320.25811983X-RAY DIFFRACTION99
6.0375-34.4480.28791370.28421969X-RAY DIFFRACTION99
精密化 TLS

手法: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION

IDL11 (°2)L12 (°2)L13 (°2)L22 (°2)L23 (°2)L33 (°2)S11 (Å °)S12 (Å °)S13 (Å °)S21 (Å °)S22 (Å °)S23 (Å °)S31 (Å °)S32 (Å °)S33 (Å °)T11 (Å2)T12 (Å2)T13 (Å2)T22 (Å2)T23 (Å2)T33 (Å2)Origin x (Å)Origin y (Å)Origin z (Å)
10.4228-0.0119-0.19950.32410.04720.10740.12330.0140.0941-0.0736-0.116-0.0622-0.0515-0.039600.43740.0391-0.00020.25350.03160.330724.058617.428836.08
20.3935-0.07780.12271.1779-0.27990.14920.00010.15480.0293-0.13180.001-0.00510.016-0.5656-0.00310.25060.027-0.02260.39890.00770.324312.94348.458335.7695
30.5047-0.20860.00190.77840.18550.166-0.0511-0.05990.02-0.06770.07030.16410.1058-0.036200.2403-0.0727-0.04040.3683-0.01450.339511.902-5.698536.3528
40.4638-0.1783-0.00310.08570.0540.14560.09440.0643-0.0373-0.20960.08870.07230.3757-0.0990.00020.4357-0.0503-0.02670.3455-0.00780.326621.1555-16.516836.2231
精密化 TLSグループ
IDRefine-IDRefine TLS-IDSelection details
1X-RAY DIFFRACTION1(chain 'A' and resid 0 through 100)
2X-RAY DIFFRACTION2(chain 'B' and resid 0 through 99)
3X-RAY DIFFRACTION3(chain 'C' and resid 0 through 100)
4X-RAY DIFFRACTION4(chain 'D' and resid 1 through 99)

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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://pdbjlvh1.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)

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  • 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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