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- PDB-6xlu: Structure of SARS-CoV-2 spike at pH 4.0 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6xlu
タイトルStructure of SARS-CoV-2 spike at pH 4.0
要素Spike glycoprotein
キーワードVIRAL PROTEIN / SARS-CoV-2 spike COVID19
機能・相同性
機能・相同性情報


Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell ...Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / membrane fusion / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / Attachment and Entry / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / symbiont-mediated suppression of host innate immune response / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.4 Å
データ登録者Zhou, T. / Tsybovsky, Y. / Olia, A. / Kwong, P.D.
引用
ジャーナル: Cell Host Microbe / 年: 2020
タイトル: Cryo-EM Structures of SARS-CoV-2 Spike without and with ACE2 Reveal a pH-Dependent Switch to Mediate Endosomal Positioning of Receptor-Binding Domains.
著者: Tongqing Zhou / Yaroslav Tsybovsky / Jason Gorman / Micah Rapp / Gabriele Cerutti / Gwo-Yu Chuang / Phinikoula S Katsamba / Jared M Sampson / Arne Schön / Jude Bimela / Jeffrey C Boyington / ...著者: Tongqing Zhou / Yaroslav Tsybovsky / Jason Gorman / Micah Rapp / Gabriele Cerutti / Gwo-Yu Chuang / Phinikoula S Katsamba / Jared M Sampson / Arne Schön / Jude Bimela / Jeffrey C Boyington / Alexandra Nazzari / Adam S Olia / Wei Shi / Mallika Sastry / Tyler Stephens / Jonathan Stuckey / I-Ting Teng / Pengfei Wang / Shuishu Wang / Baoshan Zhang / Richard A Friesner / David D Ho / John R Mascola / Lawrence Shapiro / Peter D Kwong /
要旨: The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the human ACE2 receptor and to facilitate virus entry, which can occur through low-pH-endosomal pathways. To understand ...The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the human ACE2 receptor and to facilitate virus entry, which can occur through low-pH-endosomal pathways. To understand how ACE2 binding and low pH affect spike conformation, we determined cryo-electron microscopy structures-at serological and endosomal pH-delineating spike recognition of up to three ACE2 molecules. RBDs freely adopted "up" conformations required for ACE2 interaction, primarily through RBD movement combined with smaller alterations in neighboring domains. In the absence of ACE2, single-RBD-up conformations dominated at pH 5.5, resolving into a solitary all-down conformation at lower pH. Notably, a pH-dependent refolding region (residues 824-858) at the spike-interdomain interface displayed dramatic structural rearrangements and mediated RBD positioning through coordinated movements of the entire trimer apex. These structures provide a foundation for understanding prefusion-spike mechanics governing endosomal entry; we suggest that the low pH all-down conformation potentially facilitates immune evasion from RBD-up binding antibody.
#1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2020
タイトル: Cryo-EM Structures Delineate a pH-Dependent Switch that Mediates Endosomal Positioning of SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domains.
要旨: The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the ACE2 receptor and to facilitate virus entry. Antibodies can engage RBD but some, such as CR3022, fail to inhibit ...The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the ACE2 receptor and to facilitate virus entry. Antibodies can engage RBD but some, such as CR3022, fail to inhibit entry despite nanomolar spike affinity. Here we show the SARS-CoV-2 spike to have low unfolding enthalpy at serological pH and up to 10-times more unfolding enthalpy at endosomal pH, where we observe significantly reduced CR3022 affinity. Cryo-EM structures -at serological and endosomal pH- delineated spike recognition of up to three ACE2 molecules, revealing RBD to freely adopt the 'up' conformation. In the absence of ACE2, single-RBD-up conformations dominated at pH 5.5, resolving into a locked all-down conformation at lower pH. Notably, a pH-dependent refolding region (residues 824-858) at the spike-interdomain interface displayed dramatic structural rearrangements and mediated RBD positioning and spike shedding of antibodies like CR3022. An endosomal mechanism involving spike-conformational change can thus facilitate immune evasion from RBD-'up'-recognizing antibody.
履歴
登録2020年6月29日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年8月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年12月15日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22251
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
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: Spike glycoprotein
B: Spike glycoprotein
C: Spike glycoprotein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)436,30250
ポリマ－422,8583
非ポリマー13,44547
水4,504250
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 Spike glycoprotein / S glycoprotein / E2 / Peplomer protein


分子量: 140952.531 Da / 分子数: 3 / 変異: R682G, R683S, R685S, K986P, V987P / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
遺伝子: S, 2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 株 (発現宿主): Freestyle 293F / 参照: UniProt: P0DTC2
#2: 多糖
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 15 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-Glycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}}LINUCSPDB-CARE
#3: 糖...
ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 32 / 由来タイプ: 天然 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
#4: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 250 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
研究の焦点であるリガンドがあるかN

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: SARS-CoV-2 Spike / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.423 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 株: Freestyle 293F
緩衝液pH: 4
緩衝液成分濃度: 0.1 M / 名称: Acetate
試料濃度: 0.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/2
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1250 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 2.18 sec. / 電子線照射量: 40 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 10327
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.14_3260: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2Latitude画像取得
4CTFFIND4.1.13CTF補正
7UCSF Chimera1.14モデルフィッティング
8Coot0.8.9.2モデルフィッティング
10RELION3.0.8初期オイラー角割当
11RELION3.0.8最終オイラー角割当
13RELION3.0.8３次元再構成
14PHENIX1.14モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 2907053 / 詳細: Automatic template-based selection
対称性点対称性: C3 (3回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 911839 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 6VXX

6vxx

拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00826171
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.87235634
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.9643773
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0614239
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0054531

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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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