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Open data
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Basic information
| Entry | Database: PDB / ID: 6rj4 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Title | Molybdenum storage protein - P6422, ADP | ||||||
Components | (Molybdenum storage protein subunit ...) x 2 | ||||||
Keywords | METAL BINDING PROTEIN / Mo storage / ATP hydrolysis / polyoxomolybdate clusters / amino acid kinase | ||||||
| Function / homology | Function and homology information | ||||||
| Biological species | Azotobacter vinelandii (bacteria) | ||||||
| Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 1.9 Å | ||||||
Authors | Ermler, U. / Bruenle, S. | ||||||
Citation | Journal: Proc Natl Acad Sci U S A / Year: 2019Title: Molybdate pumping into the molybdenum storage protein via an ATP-powered piercing mechanism. Authors: Steffen Brünle / Martin L Eisinger / Juliane Poppe / Deryck J Mills / Julian D Langer / Janet Vonck / Ulrich Ermler / ![]() Abstract: The molybdenum storage protein (MoSto) deposits large amounts of molybdenum as polyoxomolybdate clusters in a heterohexameric (αβ) cage-like protein complex under ATP consumption. Here, we suggest ...The molybdenum storage protein (MoSto) deposits large amounts of molybdenum as polyoxomolybdate clusters in a heterohexameric (αβ) cage-like protein complex under ATP consumption. Here, we suggest a unique mechanism for the ATP-powered molybdate pumping process based on X-ray crystallography, cryoelectron microscopy, hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry, and mutational studies of MoSto from . First, we show that molybdate, ATP, and Mg consecutively bind into the open ATP-binding groove of the β-subunit, which thereafter becomes tightly locked by fixing the previously disordered N-terminal arm of the α-subunit over the β-ATP. Next, we propose a nucleophilic attack of molybdate onto the γ-phosphate of β-ATP, analogous to the similar reaction of the structurally related UMP kinase. The formed instable phosphoric-molybdic anhydride becomes immediately hydrolyzed and, according to the current data, the released and accelerated molybdate is pressed through the cage wall, presumably by turning aside the Metβ149 side chain. A structural comparison between MoSto and UMP kinase provides valuable insight into how an enzyme is converted into a molecular machine during evolution. The postulated direct conversion of chemical energy into kinetic energy via an activating molybdate kinase and an exothermic pyrophosphatase reaction to overcome a proteinous barrier represents a novelty in ATP-fueled biochemistry, because normally, ATP hydrolysis initiates large-scale conformational changes to drive a distant process. | ||||||
| History |
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Structure visualization
| Structure viewer | Molecule: Molmil Jmol/JSmol |
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Download
| PDBx/mmCIF format | 6rj4.cif.gz | 609.4 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
|---|---|---|---|---|
| PDB format | pdb6rj4.ent.gz | 502.3 KB | Display | PDB format |
| PDBx/mmJSON format | 6rj4.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
| Others | Other downloads |
-Validation report
| Summary document | 6rj4_validation.pdf.gz | 2.4 MB | Display | wwPDB validaton report |
|---|---|---|---|---|
| Full document | 6rj4_full_validation.pdf.gz | 2.3 MB | Display | |
| Data in XML | 6rj4_validation.xml.gz | 62.5 KB | Display | |
| Data in CIF | 6rj4_validation.cif.gz | 88.3 KB | Display | |
| Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/rj/6rj4 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/rj/6rj4 | HTTPS FTP |
-Related structure data
| Related structure data | ![]() 4907C ![]() 6risC ![]() 6rkdC ![]() 6rkeC ![]() 4ndoS S: Starting model for refinement C: citing same article ( |
|---|---|
| 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 on special symmetry positions |
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Components
-Molybdenum storage protein subunit ... , 2 types, 6 molecules BDFACE
| #1: Protein | Mass: 28247.582 Da / Num. of mol.: 3 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Azotobacter vinelandii (strain DJ / ATCC BAA-1303) (bacteria)Strain: DJ / ATCC BAA-1303 / Gene: mosB, Avin_43210 / Production host: ![]() #2: Protein | Mass: 29245.582 Da / Num. of mol.: 3 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Azotobacter vinelandii (strain DJ / ATCC BAA-1303) (bacteria)Strain: DJ / ATCC BAA-1303 / Gene: mosA, Avin_43200 / Production host: ![]() |
|---|
-Non-polymers , 6 types, 815 molecules 










| #3: Chemical | | #4: Chemical | ChemComp-PO4 / #5: Chemical | ChemComp-NA / | #6: Chemical | #7: Chemical | ChemComp-MG / #8: Water | ChemComp-HOH / | |
|---|
-Experimental details
-Experiment
| Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
|---|
-
Sample preparation
| Crystal | Density Matthews: 2.81 Å3/Da / Density % sol: 56.22 % |
|---|---|
| Crystal grow | Temperature: 293 K / Method: vapor diffusion / pH: 8.5 / Details: 1.2 M ammonium sulfate, 0.1 M Tris-HCl, pH 8.5 |
-Data collection
| Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N |
|---|---|
| Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: SLS / Beamline: X10SA / Wavelength: 1 Å |
| Detector | Type: DECTRIS PILATUS 6M / Detector: PIXEL / Date: Nov 14, 2017 |
| Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
| Radiation wavelength | Wavelength: 1 Å / Relative weight: 1 |
| Reflection | Resolution: 1.9→50 Å / Num. obs: 154099 / % possible obs: 99.8 % / Redundancy: 6.6 % / Rsym value: 0.07 / Net I/σ(I): 16.4 |
| Reflection shell | Resolution: 1.9→2 Å / Num. unique obs: 21666 / Rsym value: 1.032 |
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Processing
| Software |
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| Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENTStarting model: 4ndo Resolution: 1.9→47.167 Å / SU ML: 0.19 / Cross valid method: FREE R-VALUE / σ(F): 1.35 / Phase error: 21.27 / 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: 1.9→47.167 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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