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- PDB-7ah0: Crystal structure of the de novo designed two-heme binding protei... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7ah0
タイトルCrystal structure of the de novo designed two-heme binding protein, 4D2
要素4D2
キーワードDE NOVO PROTEIN / Heme / Maquette
機能・相同性PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
機能・相同性情報
生物種synthetic construct (人工物)
手法X線回折 / シンクロトロン / 多波長異常分散 / 解像度: 1.91 Å
データ登録者Hutchins, G.H. / Parnell, A.E. / Anderson, J.L.R.
資金援助 英国, 1件
組織認可番号国
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)BB/M02315X/1 英国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2023
タイトル: An expandable, modular de novo protein platform for precision redox engineering.
著者: George H Hutchins / Claire E M Noble / H Adrian Bunzel / Christopher Williams / Paulina Dubiel / Sathish K N Yadav / Paul M Molinaro / Rob Barringer / Hector Blackburn / Benjamin J Hardy / ...著者: George H Hutchins / Claire E M Noble / H Adrian Bunzel / Christopher Williams / Paulina Dubiel / Sathish K N Yadav / Paul M Molinaro / Rob Barringer / Hector Blackburn / Benjamin J Hardy / Alice E Parnell / Charles Landau / Paul R Race / Thomas A A Oliver / Ronald L Koder / Matthew P Crump / Christiane Schaffitzel / A Sofia F Oliveira / Adrian J Mulholland / J L Ross Anderson /
要旨: The electron-conducting circuitry of life represents an as-yet untapped resource of exquisite, nanoscale biomolecular engineering. Here, we report the characterization and structure of a de novo ...The electron-conducting circuitry of life represents an as-yet untapped resource of exquisite, nanoscale biomolecular engineering. Here, we report the characterization and structure of a de novo diheme "maquette" protein, 4D2, which we subsequently use to create an expanded, modular platform for heme protein design. A well-folded monoheme variant was created by computational redesign, which was then utilized for the experimental validation of continuum electrostatic redox potential calculations. This demonstrates how fundamental biophysical properties can be predicted and fine-tuned. 4D2 was then extended into a tetraheme helical bundle, representing a 7 nm molecular wire. Despite a molecular weight of only 24 kDa, electron cryomicroscopy illustrated a remarkable level of detail, indicating the positioning of the secondary structure and the heme cofactors. This robust, expressible, highly thermostable and readily designable modular platform presents a valuable resource for redox protein design and the future construction of artificial electron-conducting circuitry.
履歴
登録2020年9月23日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02021年10月6日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年2月1日Group: Data collection / Source and taxonomy / カテゴリ: diffrn_source / entity_src_gen
Item: _diffrn_source.pdbx_synchrotron_site / _entity_src_gen.pdbx_gene_src_ncbi_taxonomy_id ..._diffrn_source.pdbx_synchrotron_site / _entity_src_gen.pdbx_gene_src_ncbi_taxonomy_id / _entity_src_gen.pdbx_gene_src_scientific_name / _entity_src_gen.pdbx_host_org_ncbi_taxonomy_id / _entity_src_gen.pdbx_host_org_scientific_name
改定 2.02023年3月1日Group: Atomic model / Data collection ...Atomic model / Data collection / Derived calculations / Refinement description / Structure summary
カテゴリ: atom_site / pdbx_contact_author ...atom_site / pdbx_contact_author / pdbx_nonpoly_scheme / pdbx_struct_assembly / pdbx_struct_conn_angle / refine / refine_hist / refine_ls_restr / refine_ls_shell / reflns / reflns_shell / struct_conn
Item: _atom_site.B_iso_or_equiv / _atom_site.Cartn_x ..._atom_site.B_iso_or_equiv / _atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y / _atom_site.Cartn_z / _pdbx_nonpoly_scheme.auth_seq_num / _pdbx_struct_assembly.details / _pdbx_struct_assembly.method_details / _pdbx_struct_conn_angle.value / _refine.B_iso_max / _refine.B_iso_min / _refine.details / _refine.ls_R_factor_R_free / _refine.ls_R_factor_R_work / _refine.ls_R_factor_obs / _refine.ls_percent_reflns_obs / _refine_hist.cycle_id / _refine_hist.pdbx_B_iso_mean_ligand / _refine_hist.pdbx_B_iso_mean_solvent / _refine_hist.pdbx_number_residues_total / _refine_ls_shell.R_factor_R_free_error / _refine_ls_shell.number_reflns_all / _reflns.pdbx_CC_half / _reflns.pdbx_Rpim_I_all / _reflns.pdbx_Rrim_I_all / _struct_conn.pdbx_dist_value
解説: Ligand geometry
詳細: Vinyl group of Heme coordinated by His 9 was rotated.
Provider: author / タイプ: Coordinate replacement
改定 2.12023年8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.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 2.22024年6月19日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond

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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: 4D2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)13,8853
ポリマ－12,6521
非ポリマー1,2332
水905
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: mass spectrometry, gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area2510 Å2
ΔGint-51 kcal/mol
Surface area6480 Å2
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)81.250, 81.250, 59.060
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 120.00
Int Tables number146
Space group name H-MH3

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要素

#1: タンパク質 4D2


分子量: 12652.146 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: T7 Express / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
#2: 化合物 ChemComp-HEM / PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / HEME


分子量: 616.487 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C34H32FeN4O4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 5 / 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Y

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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: 3.1 Å3/Da / 溶媒含有率: 60.3 %
結晶化温度: 295 K / 手法: 蒸気拡散法, シッティングドロップ法 / pH: 8.5
詳細: Buffer 0.1M bicine/Trizma Base pH 8.5 0.03M Sodium fluoride; 0.03M Sodium bromide; 0.03M Sodium iodide 12.5% w/v PEG 1000, 12.5% w/v PEG 3350, 12.5% v/v MPD

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データ収集

回折平均測定温度: 80 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: Diamond / ビームライン: I03 / 波長: 0.9762, 1.741, 1.738, 1.698
検出器タイプ: DECTRIS EIGER2 XE 16M / 検出器: PIXEL / 日付: 2017年6月24日
放射プロトコル: MAD / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長
ID波長 (Å)相対比
10.97621
21.7411
31.7381
41.6981
反射解像度: 1.91→40.62 Å / Num. obs: 11214 / % possible obs: 99.5 % / 冗長度: 9.7 % / Rmerge(I) obs: 0.129 / Net I/σ(I): 11.1
反射 シェル解像度: 1.91→1.96 Å / 冗長度: 10.2 % / Rmerge(I) obs: 1.602 / Mean I/σ(I) obs: 1.5 / Num. unique obs: 751 / % possible all: 99.4

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位相決定

位相決定手法: 多波長異常分散

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
REFMAC5.8.0258精密化
xia23iiデータスケーリング
SHELXDE2013/2位相決定
PDB_EXTRACT3.25データ抽出
xia23iiデータ削減
精密化構造決定の手法: 多波長異常分散 / 解像度: 1.91→30.24 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.959 / Cor.coef. Fo:Fc free: 0.936 / SU B: 5.238 / SU ML: 0.139 / 交差検証法: THROUGHOUT / σ(F): 0 / ESU R: 0.148 / ESU R Free: 0.141 / 立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD / 詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING
Rfactor反射数%反射Selection details
Rfree0.219 569 5.1 %RANDOM
Rwork0.213 ---
obs-10644 99.5 %-
溶媒の処理イオンプローブ半径: 0.8 Å / 減衰半径: 0.8 Å / VDWプローブ半径: 1.2 Å / 溶媒モデル: MASK
原子変位パラメータBiso mean: 41.77 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--1.81 Å2-0.9 Å20 Å2
2---1.81 Å20 Å2
3---5.86 Å2
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 1.91→30.24 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数834 0 86 5 925
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
X-RAY DIFFRACTIONr_bond_refined_d0.0110.014960
X-RAY DIFFRACTIONr_bond_other_d0.0020.018860
X-RAY DIFFRACTIONr_angle_refined_deg1.9011.8311316
X-RAY DIFFRACTIONr_angle_other_deg1.2931.6661992
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_1_deg55104
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_2_deg33.80422.59354
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_3_deg15.30115170
X-RAY DIFFRACTIONr_dihedral_angle_4_deg26.127158
X-RAY DIFFRACTIONr_chiral_restr0.0740.2108
X-RAY DIFFRACTIONr_gen_planes_refined0.010.021084
X-RAY DIFFRACTIONr_gen_planes_other0.0110.02204
X-RAY DIFFRACTIONr_nbd_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_nbd_other
X-RAY DIFFRACTIONr_nbtor_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_nbtor_other
X-RAY DIFFRACTIONr_xyhbond_nbd_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_xyhbond_nbd_other
X-RAY DIFFRACTIONr_metal_ion_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_metal_ion_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_vdw_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_vdw_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_hbond_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_hbond_other
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_metal_ion_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_symmetry_metal_ion_other
X-RAY DIFFRACTIONr_mcbond_it
X-RAY DIFFRACTIONr_mcbond_other
X-RAY DIFFRACTIONr_mcangle_it
X-RAY DIFFRACTIONr_mcangle_other
X-RAY DIFFRACTIONr_scbond_it
X-RAY DIFFRACTIONr_scbond_other
X-RAY DIFFRACTIONr_scangle_it
X-RAY DIFFRACTIONr_scangle_other
X-RAY DIFFRACTIONr_long_range_B_refined
X-RAY DIFFRACTIONr_long_range_B_other
X-RAY DIFFRACTIONr_rigid_bond_restr
X-RAY DIFFRACTIONr_sphericity_free
X-RAY DIFFRACTIONr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 1.91→1.96 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0.323 31 -
Rwork0.357 796 -
obs--99.4 %

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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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