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万見
- PDB-7p5h: TmHydABC- D2 map -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7p5h
タイトルTmHydABC- D2 map
要素(Fe-hydrogenase, subunit ...) x 3
キーワードOXIDOREDUCTASE / Hydrogenase / bifurcation / confurcaction / cryoEM / electron transfer / complex
機能・相同性
機能・相同性情報


hydrogenase (NAD+, ferredoxin) / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / ATP synthesis coupled electron transport / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / FMN binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / oxidoreductase activity / metal ion binding / membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
NADP-reducing hydrogenase subunit HndA / 4Fe-4S dicluster domain / Iron hydrogenase, small subunit / : / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase, large subunit, C-terminal / Iron hydrogenase / Iron only hydrogenase large subunit, C-terminal domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit ...NADP-reducing hydrogenase subunit HndA / 4Fe-4S dicluster domain / Iron hydrogenase, small subunit / : / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase small subunit / Iron hydrogenase, large subunit, C-terminal / Iron hydrogenase / Iron only hydrogenase large subunit, C-terminal domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, iron-sulphur binding domain / Ubiquitin-like (UB roll) - #600 / de novo design (two linked rop proteins) / Respiratory-chain NADH dehydrogenase 75 Kd subunit signature 1. / NADH:ubiquinone oxidoreductase, 75kDa subunit, conserved site / NADH-ubiquinone oxidoreductase-G iron-sulfur binding region / NADH-ubiquinone oxidoreductase-G iron-sulfur binding region / 2Fe-2S iron-sulfur cluster binding domain / Respiratory-chain NADH dehydrogenase 24 Kd subunit signature. / NuoE domain / NADH:ubiquinone oxidoreductase, subunit G, iron-sulphur binding / His(Cys)3-ligated-type [4Fe-4S] domain profile. / NADH-quinone oxidoreductase subunit E-like / NADH:ubiquinone oxidoreductase, 51kDa subunit, conserved site / Respiratory-chain NADH dehydrogenase 51 Kd subunit signature 2. / NADH-quinone oxidoreductase subunit E, N-terminal / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, iron-sulphur binding domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, iron-sulphur binding domain superfamily / NADH-ubiquinone oxidoreductase-F iron-sulfur binding region / NADH-ubiquinone oxidoreductase-F iron-sulfur binding region / Thioredoxin-like [2Fe-2S] ferredoxin / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, FMN-binding domain / NADH-ubiquinone oxidoreductase 51kDa subunit, FMN-binding domain superfamily / Nuo51 FMN-binding domain / 4Fe-4S dicluster domain / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain / 2Fe-2S ferredoxin-like superfamily / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain / Ubiquitin-like (UB roll) / Thioredoxin-like superfamily / Roll / Up-down Bundle / Rossmann fold / 3-Layer(aba) Sandwich / Mainly Alpha / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / FLAVIN MONONUCLEOTIDE / IRON/SULFUR CLUSTER / Bifurcating [FeFe] hydrogenase beta subunit / Bifurcating [FeFe] hydrogenase alpha subunit / Bifurcating [FeFe] hydrogenase gamma subunit
類似検索 - 構成要素
生物種Thermotoga maritima (バクテリア)
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: 2.3 Å
データ登録者Furlan, C. / Chongdar, N. / Gupta, P. / Lubitz, W. / Ogata, H. / Blaza, J.N. / Birrell, J.A.
資金援助 英国, ドイツ, 日本, 3件
組織認可番号国
UK Research and Innovation (UKRI)MR/T040742/1 英国
German Research Foundation (DFG)BI 2198/1-1 ドイツ
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)16K21748 日本
引用ジャーナル: Elife / 年: 2022
タイトル: Structural insight on the mechanism of an electron-bifurcating [FeFe] hydrogenase.
著者: Chris Furlan / Nipa Chongdar / Pooja Gupta / Wolfgang Lubitz / Hideaki Ogata / James N Blaza / James A Birrell /
要旨: Electron bifurcation is a fundamental energy conservation mechanism in nature in which two electrons from an intermediate-potential electron donor are split so that one is sent along a high-potential ...Electron bifurcation is a fundamental energy conservation mechanism in nature in which two electrons from an intermediate-potential electron donor are split so that one is sent along a high-potential pathway to a high-potential acceptor and the other is sent along a low-potential pathway to a low-potential acceptor. This process allows endergonic reactions to be driven by exergonic ones and is an alternative, less recognized, mechanism of energy coupling to the well-known chemiosmotic principle. The electron-bifurcating [FeFe] hydrogenase from (HydABC) requires both NADH and ferredoxin to reduce protons generating hydrogen. The mechanism of electron bifurcation in HydABC remains enigmatic in spite of intense research efforts over the last few years. Structural information may provide the basis for a better understanding of spectroscopic and functional information. Here, we present a 2.3 Å electron cryo-microscopy structure of HydABC. The structure shows a heterododecamer composed of two independent 'halves' each made of two strongly interacting HydABC heterotrimers connected via a [4Fe-4S] cluster. A central electron transfer pathway connects the active sites for NADH oxidation and for proton reduction. We identified two conformations of a flexible iron-sulfur cluster domain: a 'closed bridge' and an 'open bridge' conformation, where a Zn site may act as a 'hinge' allowing domain movement. Based on these structural revelations, we propose a possible mechanism of electron bifurcation in HydABC where the flavin mononucleotide serves a dual role as both the electron bifurcation center and as the NAD reduction/NADH oxidation site.
履歴
登録2021年7月14日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02022年9月14日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年7月17日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.22024年11月6日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_contact_author / pdbx_entry_details
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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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: Fe-hydrogenase, subunit alpha
B: Fe-hydrogenase, subunit beta
C: Fe-hydrogenase, subunit gamma
D: Fe-hydrogenase, subunit alpha
E: Fe-hydrogenase, subunit beta
F: Fe-hydrogenase, subunit gamma
a: Fe-hydrogenase, subunit alpha
b: Fe-hydrogenase, subunit beta
c: Fe-hydrogenase, subunit gamma
d: Fe-hydrogenase, subunit alpha
e: Fe-hydrogenase, subunit beta
f: Fe-hydrogenase, subunit gamma
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)659,47852
ポリマ－648,24812
非ポリマー11,23040
水11,530640
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: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area53370 Å2
ΔGint-842 kcal/mol
Surface area177810 Å2
手法PISA

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要素

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Fe-hydrogenase, subunit ... , 3種, 12分子 ADadBEbeCFcf

#1: タンパク質
Fe-hydrogenase, subunit alpha


分子量: 72351.391 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Thermotoga maritima (strain ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8) (バクテリア)
株: ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8 / 遺伝子: TM_1426, HydA
発現宿主: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
参照: UniProt: G4FFG1, hydrogenase (NAD+, ferredoxin)
#2: タンパク質
Fe-hydrogenase, subunit beta


分子量: 68769.406 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Thermotoga maritima (strain ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8) (バクテリア)
株: ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8 / 遺伝子: TM_1425, HydB
発現宿主: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
参照: UniProt: G4FFG0, hydrogenase (NAD+, ferredoxin)
#3: タンパク質
Fe-hydrogenase, subunit gamma


分子量: 20941.172 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: M initiation codon AS is a linker WSHPQFEK strep tag SGGGGG is a linker ENLYFQ is tev sequence SA is a linker
由来: (組換発現) Thermotoga maritima (strain ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8) (バクテリア)
株: ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8 / 遺伝子: TM_1424, HydC
発現宿主: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
参照: UniProt: Q9S5X7, hydrogenase (NAD+, ferredoxin)

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非ポリマー , 5種, 680分子

#4: 化合物
ChemComp-SF4 / IRON/SULFUR CLUSTER


分子量: 351.640 Da / 分子数: 20 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe4S4
#5: 化合物
ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2
#6: 化合物
ChemComp-FMN / FLAVIN MONONUCLEOTIDE / RIBOFLAVIN MONOPHOSPHATE / FMN


分子量: 456.344 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C17H21N4O9P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物
ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 640 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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: Tetrameric complex of HydABC protomers / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.64 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Thermotoga maritima MSB8 (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
110 mMTris hydrochloride1
2150 mMNaCl1
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: Purified by gel filtration
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277.15 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）: 165000 X / 倍率（補正後）: 60700 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: COMA FREE
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: 6 sec. / 電子線照射量: 57 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 4790

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
9RELION3.1初期オイラー角割当
10RELION3.1最終オイラー角割当
11RELION3.1分類
12RELION3.1３次元再構成
13PHENIX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: 885306
対称性点対称性: D2 (2回x2回 2面回転対称)
3次元再構成解像度: 2.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 278793 / 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: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00440612
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.61754892
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.4775592
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0436164
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0056992

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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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