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万見
- PDB-7urg: cryo-EM structure of ribonucleotide reductase from Synechococcus ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7urg
タイトルcryo-EM structure of ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 bound with TTP
要素Ribonucleotide reductase
キーワードOXIDOREDUCTASE / ribonucleotide reductase / Synechoccus phage / TTP
機能・相同性: / Ribonucleotide reductase large subunit, C-terminal / Ribonucleotide reductase, barrel domain / cobalamin binding / ribonucleoside-diphosphate reductase activity, thioredoxin disulfide as acceptor / THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / Ribonucleotide reductase domain-containing protein
機能・相同性情報
生物種Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)
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: 3.46 Å
データ登録者Xu, D. / Burnim, A.A. / Ando, N.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-1942668 米国
National Science Foundation (NSF, United States)DMR-1719875 米国
引用ジャーナル: Elife / 年: 2022
タイトル: Comprehensive phylogenetic analysis of the ribonucleotide reductase family reveals an ancestral clade.
著者: Andrew A Burnim / Matthew A Spence / Da Xu / Colin J Jackson / Nozomi Ando /
要旨: Ribonucleotide reductases (RNRs) are used by all free-living organisms and many viruses to catalyze an essential step in the de novo biosynthesis of DNA precursors. RNRs are remarkably diverse by ...Ribonucleotide reductases (RNRs) are used by all free-living organisms and many viruses to catalyze an essential step in the de novo biosynthesis of DNA precursors. RNRs are remarkably diverse by primary sequence and cofactor requirement, while sharing a conserved fold and radical-based mechanism for nucleotide reduction. Here, we structurally aligned the diverse RNR family by the conserved catalytic barrel to reconstruct the first large-scale phylogeny consisting of 6779 sequences that unites all extant classes of the RNR family and performed evo-velocity analysis to independently validate our evolutionary model. With a robust phylogeny in-hand, we uncovered a novel, phylogenetically distinct clade that is placed as ancestral to the classes I and II RNRs, which we have termed clade Ø. We employed small-angle X-ray scattering (SAXS), cryogenic-electron microscopy (cryo-EM), and AlphaFold2 to investigate a member of this clade from phage S-CBP4 and report the most minimal RNR architecture to-date. Based on our analyses, we propose an evolutionary model of diversification in the RNR family and delineate how our phylogeny can be used as a roadmap for targeted future study.
履歴
登録2022年4月21日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年9月7日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年9月14日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed ..._citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22022年10月5日Group: Structure summary / カテゴリ: struct / Item: _struct.title
改定 1.32024年11月13日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
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: Ribonucleotide reductase
B: Ribonucleotide reductase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)103,8084
ポリマ－102,8432
非ポリマー9642
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: SAXS, SAXS data best fit to a dimer model, 電子顕微鏡法, Observed dimer with the EM map
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 Ribonucleotide reductase


分子量: 51421.672 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)
遺伝子: SVPG_00036 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: M1PRZ0
#2: 化合物 ChemComp-TTP / THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / dTTP


分子量: 482.168 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N2O14P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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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: Ribonucleotide reductase from Synechoccus phage S-CBP4 bound with TTP
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Synechococcus phage S-CBP4 (ファージ)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.6
詳細: 50 mM HEPES, 150 mM NaCl, 1% v/v glycerol, 7.55 mM MgCl2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMsodium chlorideNaCl1
31 % (w/v)glycerolC3H8O31
47.55 mMmagnesium chlorideMgCl21
試料濃度: 0.2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: 4 uM ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 with 200 uM TTP, 200 uM GDP
試料支持詳細: glow discharged on a PELCO easiGlow system for 45 s with 15 mA current
グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil 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 K / 詳細: blot for 4 seconds before plunging

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS TALOS
詳細: Data was collected on a Thermo Fisher Talos Arcica Cryo-TEM with a Gatan K3 camera and BioQuantum energy filter.
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 79000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 600 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 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: OTHER
撮影平均露光時間: 2.164 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
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: 856
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

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARC3.3.1粒子像選択Blot picker and template picker were used to pick the particles.
2SerialEM3.8画像取得
4cryoSPARC3.3.1CTF補正cryoSPARC patchCTF was used to estimate CTF parameters.
7PHENIX1.20.1モデルフィッティングPHENIX was used to dock the alpha fold model into the EM map.
9cryoSPARC3.3.1初期オイラー角割当from cryoSPARC ab initio reconstruction
10cryoSPARC3.3.1最終オイラー角割当from cryoSPARC non-uniform refinement
12cryoSPARC3.3.1３次元再構成
19PHENIX1.20.1モデル精密化phenix.real_space_refine was used to refine the docked structure.
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: 581884
詳細: 46 high quality micrographs were then selected, from which the blob picker routine was used to pick particles. The resulting 99k particles were extracted and subjected to 2D classification, ...詳細: 46 high quality micrographs were then selected, from which the blob picker routine was used to pick particles. The resulting 99k particles were extracted and subjected to 2D classification, and the top four unique 2D classes were selected and used as templates for template picking on the entire dataset. Due to the large variance in ice conditions in many of our micrographs, masks were manually defined for every micrograph, and particle picks outside the ideal ice region were excluded.
3次元再構成解像度: 3.46 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 107885 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 74.37 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
詳細: The sequence for the ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 was retrieved from UniProt with accession number M1PRZ0. The sequence was used as input for AlphaFold2 prediction ...詳細: The sequence for the ribonucleotide reductase from Synechococcus phage S-CBP4 was retrieved from UniProt with accession number M1PRZ0. The sequence was used as input for AlphaFold2 prediction with the five default model parameters and a template date cutoff of 2020-05-14. As the five models were largely identical in the core region and differing only in the location of the C-terminal tail, the structure predicted with the first model parameter was used in the subsequent process. The predicted structure was first processed and docked into the unsharpened map in phenix. The 25 N-terminal residues and 45 C-terminal residues were then manually removed due to lack of cryo-EM density, and residues 26-426 were retained in the model. We observed unmodeled density at the specificity site, and based on solution composition, we modeled a TTP molecule. The TTP molecule with magnesium ion from the crystal structure of Bacillus subtilis RNR (pdb: 6mt9) was extracted and rigid body fit into the unmodeled density in Coot. The combined model was refined with the unsharpened and sharpened maps using phenix.real_space_refine, with a constraint applied on the magnesium ion coordinated by the triphosphate in TTP according to the original configuration. Residue and loop conformations in the resulting structure were manually adjusted in Coot to maximize fit to map and input for an additional round of real-space refinement in phenix with an additional restraint for the disulfide bond between C30 and C196. Due to poor density of the magnesium ion, it was removed when deposited into PDB.

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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)

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  • 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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