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- PDB-7usd: Cryo-EM structure of D-site Rac1-bound WAVE Regulatory Complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7usd
タイトルCryo-EM structure of D-site Rac1-bound WAVE Regulatory Complex
要素
  • Abl interactor 2
  • Cytoplasmic FMR1-interacting protein 1
  • Nck-associated protein 1
  • Protein BRICK1
  • Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1
  • Wiskott-Aldrich syndrome protein family member 1
キーワードCELL INVASION / actin regulator / GTPase binding protein / cytoskeletal regulator
機能・相同性
機能・相同性情報


zygotic determination of anterior/posterior axis, embryo / dendritic transport of mitochondrion / SCAR complex / notochord morphogenesis / mesodermal cell migration / positive regulation of neurotrophin TRK receptor signaling pathway / lamellipodium morphogenesis / basal protein localization / paraxial mesoderm morphogenesis / positive regulation of Arp2/3 complex-mediated actin nucleation ...zygotic determination of anterior/posterior axis, embryo / dendritic transport of mitochondrion / SCAR complex / notochord morphogenesis / mesodermal cell migration / positive regulation of neurotrophin TRK receptor signaling pathway / lamellipodium morphogenesis / basal protein localization / paraxial mesoderm morphogenesis / positive regulation of Arp2/3 complex-mediated actin nucleation / embryonic body morphogenesis / establishment or maintenance of actin cytoskeleton polarity / cell migration involved in gastrulation / Arp2/3 complex binding / regulation of actin polymerization or depolymerization / embryonic olfactory bulb interneuron precursor migration / anatomical structure arrangement / regulation of ERK5 cascade / angiotensin-activated signaling pathway involved in heart process / positive regulation of ovarian follicle development / cerebral cortex GABAergic interneuron development / regulation of respiratory burst / dendrite extension / auditory receptor cell morphogenesis / cerebral cortex radially oriented cell migration / modification of postsynaptic actin cytoskeleton / erythrocyte enucleation / regulation of neutrophil migration / negative regulation of interleukin-23 production / localization within membrane / regulation of translation at postsynapse, modulating synaptic transmission / Activated NTRK2 signals through CDK5 / regulation of hydrogen peroxide metabolic process / interneuron migration / kinocilium / regulation of cell adhesion involved in heart morphogenesis / negative regulation of receptor-mediated endocytosis / engulfment of apoptotic cell / ruffle assembly / NTRK2 activates RAC1 / NADPH oxidase complex / Inactivation of CDC42 and RAC1 / cochlea morphogenesis / embryonic foregut morphogenesis / regulation of neuron maturation / regulation of actin filament polymerization / respiratory burst / WNT5:FZD7-mediated leishmania damping / cortical cytoskeleton organization / SEMA3A-Plexin repulsion signaling by inhibiting Integrin adhesion / positive regulation of skeletal muscle acetylcholine-gated channel clustering / regulation of modification of postsynaptic actin cytoskeleton / hepatocyte growth factor receptor signaling pathway / GTP-dependent protein binding / endoderm development / RNA 7-methylguanosine cap binding / midbrain dopaminergic neuron differentiation / ruffle organization / epithelial cell morphogenesis / cell projection assembly / positive regulation of bicellular tight junction assembly / regulation of lamellipodium assembly / thioesterase binding / regulation of stress fiber assembly / regulation of neuron migration / negative regulation of fibroblast migration / RHO GTPases activate CIT / cell-cell junction organization / sphingosine-1-phosphate receptor signaling pathway / embryonic heart tube development / Nef and signal transduction / motor neuron axon guidance / PCP/CE pathway / RHO GTPases activate KTN1 / Activation of RAC1 / apical protein localization / axon extension / MET activates RAP1 and RAC1 / positive regulation of neutrophil chemotaxis / regulation of nitric oxide biosynthetic process / DCC mediated attractive signaling / Azathioprine ADME / Sema4D mediated inhibition of cell attachment and migration / hyperosmotic response / positive regulation of cell-substrate adhesion / Ephrin signaling / CD28 dependent Vav1 pathway / positive regulation of ruffle assembly / cortical actin cytoskeleton organization / superoxide anion generation / Wnt signaling pathway, planar cell polarity pathway / lamellipodium assembly / regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / small GTPase-mediated signal transduction / protein kinase A binding / NRAGE signals death through JNK / dendrite morphogenesis / regulation of cell size / Rho GDP-dissociation inhibitor binding
類似検索 - 分子機能
Cytoplasmic FMR1-interacting / Nck-associated protein 1 / Cytoplasmic Fragile-X interacting family / Nck-associated protein 1 / Protein BRICK1 / Abl interactor 2, SH3 domain / CYRIA/CYRIB, Rac1 binding domain / Abl-interactor, homeo-domain homologous domain / SCAR/WAVE family / ABI family ...Cytoplasmic FMR1-interacting / Nck-associated protein 1 / Cytoplasmic Fragile-X interacting family / Nck-associated protein 1 / Protein BRICK1 / Abl interactor 2, SH3 domain / CYRIA/CYRIB, Rac1 binding domain / Abl-interactor, homeo-domain homologous domain / SCAR/WAVE family / ABI family / CYRIA/CYRIB Rac1 binding domain / Abl-interactor HHR / Wiskott Aldrich syndrome homology region 2 / WH2 motif / WH2 domain profile. / WH2 domain / t-SNARE coiled-coil homology domain profile. / Target SNARE coiled-coil homology domain / Small GTPase Rho / Small GTPase Rho domain profile. / SH3 domain / Rho (Ras homology) subfamily of Ras-like small GTPases / Ras subfamily of RAS small GTPases / Small GTPase / Ras family / Rab subfamily of small GTPases / Src homology 3 domains / SH3-like domain superfamily / Src homology 3 (SH3) domain profile. / SH3 domain / Small GTP-binding protein domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Abl interactor 2 / Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 / Cytoplasmic FMR1-interacting protein 1 / Protein BRICK1 / Actin-binding protein WASF1 / Nck-associated protein 1
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Ding, B. / Yang, S. / Chen, B. / Chowdhury, S.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS) 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structures reveal a key mechanism of WAVE regulatory complex activation by Rac1 GTPase.
著者: Bojian Ding / Sheng Yang / Matthias Schaks / Yijun Liu / Abbigale J Brown / Klemens Rottner / Saikat Chowdhury / Baoyu Chen /
要旨: The Rho-family GTPase Rac1 activates the WAVE regulatory complex (WRC) to drive Arp2/3 complex-mediated actin polymerization in many essential processes. Rac1 binds to WRC at two distinct sites-the ...The Rho-family GTPase Rac1 activates the WAVE regulatory complex (WRC) to drive Arp2/3 complex-mediated actin polymerization in many essential processes. Rac1 binds to WRC at two distinct sites-the A and D sites. Precisely how Rac1 binds and how the binding triggers WRC activation remain unknown. Here we report WRC structures by itself, and when bound to single or double Rac1 molecules, at ~3 Å resolutions by cryogenic-electron microscopy. The structures reveal that Rac1 binds to the two sites by distinct mechanisms, and binding to the A site, but not the D site, drives WRC activation. Activation involves a series of unique conformational changes leading to the release of sequestered WCA (WH2-central-acidic) polypeptide, which stimulates the Arp2/3 complex to polymerize actin. Together with biochemical and cellular analyses, the structures provide a novel mechanistic understanding of how the Rac1-WRC-Arp2/3-actin signaling axis is regulated in diverse biological processes and diseases.
履歴
登録2022年4月25日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年9月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年11月9日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22024年6月12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 / 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

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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: Cytoplasmic FMR1-interacting protein 1
B: Nck-associated protein 1
C: Wiskott-Aldrich syndrome protein family member 1
D: Protein BRICK1
E: Abl interactor 2
F: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)359,6708
ポリマ－359,1236
非ポリマー5472
水00
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

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タンパク質 , 6種, 6分子 ABCDEF

#1: タンパク質 Cytoplasmic FMR1-interacting protein 1 / Specifically Rac1-associated protein 1 / Sra-1 / p140sra-1


分子量: 145363.750 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map ...詳細: This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map and were not included in the sample sequence to avoid numbering shifts.
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CYFIP1, KIAA0068 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q7L576
#2: タンパク質 Nck-associated protein 1 / NAP 1 / Membrane-associated protein HEM-2 / p125Nap1


分子量: 128940.727 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map ...詳細: This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map and were not included in the sample sequence to avoid numbering shifts.
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: NCKAP1, HEM2, KIAA0587, NAP1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9Y2A7
#3: タンパク質 Wiskott-Aldrich syndrome protein family member 1 / WASP family protein member 1 / Protein WAVE-1 / Verprolin homology domain-containing protein 1


分子量: 37009.406 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: Residues 231-248 are inserted as a flexible linker sequence. This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification ...詳細: Residues 231-248 are inserted as a flexible linker sequence. This construct contains two additional uncleaved residues "GA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map and were not included in the sample sequence to avoid numbering shifts.
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: WASF1, KIAA0269, SCAR1, WAVE1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q92558
#4: タンパク質 Protein BRICK1 / BRK1


分子量: 8756.915 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: This construct contains uncleaved residues "GHMGAA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for the residues are not observed in the map and were not ...詳細: This construct contains uncleaved residues "GHMGAA" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for the residues are not observed in the map and were not included in the sample sequence to avoid numbering shifts.
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: BRK1, C3orf10, HSPC300, MDS027 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8WUW1
#5: タンパク質 Abl interactor 2


分子量: 18041.482 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: The sequence only contains residues 1-158. Also, there are two additional uncleaved residues "GH" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these ...詳細: The sequence only contains residues 1-158. Also, there are two additional uncleaved residues "GH" in the N terminus from the construct design and purification procedure. Densities for these residues are not observed in the map and were not included in the sample sequence to avoid numbering shifts.
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ABI2 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: E9PEZ7
#6: タンパク質 Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 / Cell migration-inducing gene 5 protein / Ras-like protein TC25 / p21-Rac1


分子量: 21010.486 Da / 分子数: 1 / Mutation: P29S, Q61L / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: RAC1, TC25, MIG5 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P63000, small monomeric GTPase

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非ポリマー , 2種, 2分子

#7: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP


分子量: 523.180 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#8: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

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: 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: WAVE regulatory complex with Rac1 bound to D-site / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#6 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.36 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)7111
31Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7
試料濃度: 0.41 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 30 mA / 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: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 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: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
詳細: Data were collected by shifting the stage to target exposure positions.
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）: 120000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: BASIC
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: 40 sec. / 電子線照射量: 45.27 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2512
詳細: Each micrograph was acquired as dose-fractionated movies consisting of 62 frames per movie.
画像スキャンサンプリングサイズ: 14 µm / 横: 4096 / 縦: 4096

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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
2EPU2.1画像取得
4GctfCTF補正
7NAMDモデルフィッティング
8UCSF Chimeraモデルフィッティング
10PHENIXモデル精密化
12RELION3.1 beta最終オイラー角割当
13RELION3.1 beta分類
14RELION3.1 beta３次元再構成
CTF補正詳細: Particles were CTF-corrected during projection matching and back projection
タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 1765193
対称性点対称性: C1 (非対称)
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: 87810 / アルゴリズム: BACK PROJECTION / クラス平均像の数: 1 / 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
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
13P8C

3p8c

13P8C1PDBexperimental model
23SBD

3sbd

13SBD2PDBexperimental model

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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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