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- PDB-7r1y: cryoEM structure of human Nup155 (residues 19-981) -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7r1y
タイトルcryoEM structure of human Nup155 (residues 19-981)
要素Nuclear pore complex protein Nup155
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / nucleoporin / beta-propeller
機能・相同性
機能・相同性情報


nuclear pore inner ring / protein localization to nuclear inner membrane / nuclear envelope organization / transcription-dependent tethering of RNA polymerase II gene DNA at nuclear periphery / atrial cardiac muscle cell action potential / Nuclear Pore Complex (NPC) Disassembly / Transport of Ribonucleoproteins into the Host Nucleus / Regulation of Glucokinase by Glucokinase Regulatory Protein / Defective TPR may confer susceptibility towards thyroid papillary carcinoma (TPC) / miRNA processing ...nuclear pore inner ring / protein localization to nuclear inner membrane / nuclear envelope organization / transcription-dependent tethering of RNA polymerase II gene DNA at nuclear periphery / atrial cardiac muscle cell action potential / Nuclear Pore Complex (NPC) Disassembly / Transport of Ribonucleoproteins into the Host Nucleus / Regulation of Glucokinase by Glucokinase Regulatory Protein / Defective TPR may confer susceptibility towards thyroid papillary carcinoma (TPC) / miRNA processing / Transport of the SLBP independent Mature mRNA / Transport of the SLBP Dependant Mature mRNA / NS1 Mediated Effects on Host Pathways / SUMOylation of SUMOylation proteins / Transport of Mature mRNA Derived from an Intronless Transcript / structural constituent of nuclear pore / Rev-mediated nuclear export of HIV RNA / SUMOylation of RNA binding proteins / Nuclear import of Rev protein / RNA export from nucleus / NEP/NS2 Interacts with the Cellular Export Machinery / tRNA processing in the nucleus / Transport of Mature mRNA derived from an Intron-Containing Transcript / Postmitotic nuclear pore complex (NPC) reformation / nucleocytoplasmic transport / Viral Messenger RNA Synthesis / SUMOylation of ubiquitinylation proteins / Vpr-mediated nuclear import of PICs / SUMOylation of DNA replication proteins / Regulation of HSF1-mediated heat shock response / mRNA export from nucleus / nuclear pore / SUMOylation of DNA damage response and repair proteins / SUMOylation of chromatin organization proteins / HCMV Late Events / Transcriptional regulation by small RNAs / ISG15 antiviral mechanism / HCMV Early Events / protein import into nucleus / nuclear envelope / snRNP Assembly / nuclear membrane / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / membrane / cytosol
類似検索 - 分子機能
Nucleoporin, Nup155-like, C-terminal, subdomain 3 / Nucleoporin, Nup155-like / Nucleoporin, Nup155-like, C-terminal, subdomain 1 / Nucleoporin, Nup155-like, C-terminal, subdomain 2 / Nucleoporin, Nup133/Nup155-like, C-terminal / Non-repetitive/WGA-negative nucleoporin C-terminal / Nucleoporin, Nup133/Nup155-like, N-terminal / Nup133 N terminal like
類似検索 - ドメイン・相同性
Nuclear pore complex protein Nup155
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3 Å
データ登録者Taniguchi, R. / Beck, M.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Science / 年: 2022
タイトル: AI-based structure prediction empowers integrative structural analysis of human nuclear pores.
著者: Shyamal Mosalaganti / Agnieszka Obarska-Kosinska / Marc Siggel / Reiya Taniguchi / Beata Turoňová / Christian E Zimmerli / Katarzyna Buczak / Florian H Schmidt / Erica Margiotta / Marie- ...著者: Shyamal Mosalaganti / Agnieszka Obarska-Kosinska / Marc Siggel / Reiya Taniguchi / Beata Turoňová / Christian E Zimmerli / Katarzyna Buczak / Florian H Schmidt / Erica Margiotta / Marie-Therese Mackmull / Wim J H Hagen / Gerhard Hummer / Jan Kosinski / Martin Beck /
要旨: INTRODUCTION The eukaryotic nucleus pro-tects the genome and is enclosed by the two membranes of the nuclear envelope. Nuclear pore complexes (NPCs) perforate the nuclear envelope to facilitate ...INTRODUCTION The eukaryotic nucleus pro-tects the genome and is enclosed by the two membranes of the nuclear envelope. Nuclear pore complexes (NPCs) perforate the nuclear envelope to facilitate nucleocytoplasmic transport. With a molecular weight of ∼120 MDa, the human NPC is one of the larg-est protein complexes. Its ~1000 proteins are taken in multiple copies from a set of about 30 distinct nucleoporins (NUPs). They can be roughly categorized into two classes. Scaf-fold NUPs contain folded domains and form a cylindrical scaffold architecture around a central channel. Intrinsically disordered NUPs line the scaffold and extend into the central channel, where they interact with cargo complexes. The NPC architecture is highly dynamic. It responds to changes in nuclear envelope tension with conforma-tional breathing that manifests in dilation and constriction movements. Elucidating the scaffold architecture, ultimately at atomic resolution, will be important for gaining a more precise understanding of NPC function and dynamics but imposes a substantial chal-lenge for structural biologists. RATIONALE Considerable progress has been made toward this goal by a joint effort in the field. A synergistic combination of complementary approaches has turned out to be critical. In situ structural biology techniques were used to reveal the overall layout of the NPC scaffold that defines the spatial reference for molecular modeling. High-resolution structures of many NUPs were determined in vitro. Proteomic analysis and extensive biochemical work unraveled the interaction network of NUPs. Integra-tive modeling has been used to combine the different types of data, resulting in a rough outline of the NPC scaffold. Previous struc-tural models of the human NPC, however, were patchy and limited in accuracy owing to several challenges: (i) Many of the high-resolution structures of individual NUPs have been solved from distantly related species and, consequently, do not comprehensively cover their human counterparts. (ii) The scaf-fold is interconnected by a set of intrinsically disordered linker NUPs that are not straight-forwardly accessible to common structural biology techniques. (iii) The NPC scaffold intimately embraces the fused inner and outer nuclear membranes in a distinctive topol-ogy and cannot be studied in isolation. (iv) The conformational dynamics of scaffold NUPs limits the resolution achievable in structure determination. RESULTS In this study, we used artificial intelligence (AI)-based prediction to generate an exten-sive repertoire of structural models of human NUPs and their subcomplexes. The resulting models cover various domains and interfaces that so far remained structurally uncharac-terized. Benchmarking against previous and unpublished x-ray and cryo-electron micros-copy structures revealed unprecedented accu-racy. We obtained well-resolved cryo-electron tomographic maps of both the constricted and dilated conformational states of the hu-man NPC. Using integrative modeling, we fit-ted the structural models of individual NUPs into the cryo-electron microscopy maps. We explicitly included several linker NUPs and traced their trajectory through the NPC scaf-fold. We elucidated in great detail how mem-brane-associated and transmembrane NUPs are distributed across the fusion topology of both nuclear membranes. The resulting architectural model increases the structural coverage of the human NPC scaffold by about twofold. We extensively validated our model against both earlier and new experimental data. The completeness of our model has enabled microsecond-long coarse-grained molecular dynamics simulations of the NPC scaffold within an explicit membrane en-vironment and solvent. These simulations reveal that the NPC scaffold prevents the constriction of the otherwise stable double-membrane fusion pore to small diameters in the absence of membrane tension. CONCLUSION Our 70-MDa atomically re-solved model covers >90% of the human NPC scaffold. It captures conforma-tional changes that occur during dilation and constriction. It also reveals the precise anchoring sites for intrinsically disordered NUPs, the identification of which is a prerequisite for a complete and dy-namic model of the NPC. Our study exempli-fies how AI-based structure prediction may accelerate the elucidation of subcellular ar-chitecture at atomic resolution. [Figure: see text].
履歴
登録2022年2月3日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02022年6月8日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年7月13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 / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name
改定 1.22024年7月17日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting_list / em_admin / pdbx_initial_refinement_model
Item: _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id ..._em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _em_admin.last_update

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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: Nuclear pore complex protein Nup155


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)155,0001
ポリマ－155,0001
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
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 Nuclear pore complex protein Nup155 / 155 kDa nucleoporin / Nucleoporin Nup155


分子量: 154999.672 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: NUP155, KIAA0791
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: O75694

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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: Nup155 from homo sapiens / タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
株: Sf21
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 0.4 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: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil R0.6/1
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 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / C2レンズ絞り径: 70 µm
撮影平均露光時間: 5.85 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5901
電子光学装置エネルギーフィルター名称: TFS Selectris X / エネルギーフィルタースリット幅: 10 eV

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類NB
phenix.real_space_refine1.19.2_4158精密化
PHENIX1.19.2_4158精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARCCTF補正
9cryoSPARC初期オイラー角割当
10RELION3.1最終オイラー角割当
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
3次元再構成解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 98742 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 5HAX

5hax


PDB chain-ID: A / Accession code: 5HAX / Source name: PDB / タイプ: experimental model
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 52.12 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00225801
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.50477852
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0407911
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00451008
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d13.12712170

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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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