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- PDB-7ut9: CryoEM structure of Azotobacter vinelandii nitrogenase complex (1... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7ut9
タイトルCryoEM structure of Azotobacter vinelandii nitrogenase complex (1:1 FeP:MoFeP, ADP/ATP-bound) during catalytic N2 reduction
要素
  • (Nitrogenase molybdenum-iron protein ...) x 2
  • Nitrogenase iron protein gamma chain
キーワードOXIDOREDUCTASE / nitrogenase / MoFeP / nitrogen fixation / FeP
機能・相同性
機能・相同性情報


molybdenum-iron nitrogenase complex / nitrogenase / : / nitrogenase activity / nitrogen fixation / iron-sulfur cluster binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / ATP binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Nitrogenase iron protein NifH / NifH/frxC family / NifH/chlL conserved site / 4Fe-4S iron sulfur cluster binding proteins, NifH/frxC family / NifH/frxC family signature 2. / NifH/frxC family signature 1. / NIFH_FRXC family profile. / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain, N-terminal / Domain of unknown function (DUF3364) / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain ...Nitrogenase iron protein NifH / NifH/frxC family / NifH/chlL conserved site / 4Fe-4S iron sulfur cluster binding proteins, NifH/frxC family / NifH/frxC family signature 2. / NifH/frxC family signature 1. / NIFH_FRXC family profile. / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain, N-terminal / Domain of unknown function (DUF3364) / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Nitrogenase component 1, alpha chain / Nitrogenase component 1, conserved site / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 2. / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 1. / Nitrogenase/oxidoreductase, component 1 / : / Nitrogenase component 1 type Oxidoreductase / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / FE(8)-S(7) CLUSTER / : / 3-HYDROXY-3-CARBOXY-ADIPIC ACID / Chem-ICS / IRON/SULFUR CLUSTER / Nitrogenase iron protein / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
類似検索 - 構成要素
生物種Azotobacter vinelandii DJ (窒素固定)
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: 2.44 Å
データ登録者Rutledge, H.L. / Cook, B. / Tezcan, F.A. / Herzik, M.A.
資金援助 米国, 4件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM099813 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM138206 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)T32 GM008326 米国
National Aeronautic Space Administration (NASA, United States)80NSSC18M0093 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2022
タイトル: Structures of the nitrogenase complex prepared under catalytic turnover conditions.
著者: Hannah L Rutledge / Brian D Cook / Hoang P M Nguyen / Mark A Herzik / F Akif Tezcan /
要旨: The enzyme nitrogenase couples adenosine triphosphate (ATP) hydrolysis to the multielectron reduction of atmospheric dinitrogen into ammonia. Despite extensive research, the mechanistic details of ...The enzyme nitrogenase couples adenosine triphosphate (ATP) hydrolysis to the multielectron reduction of atmospheric dinitrogen into ammonia. Despite extensive research, the mechanistic details of ATP-dependent energy transduction and dinitrogen reduction by nitrogenase are not well understood, requiring new strategies to monitor its structural dynamics during catalytic action. Here, we report cryo-electron microscopy structures of the nitrogenase complex prepared under enzymatic turnover conditions. We observe that asymmetry governs all aspects of the nitrogenase mechanism, including ATP hydrolysis, protein-protein interactions, and catalysis. Conformational changes near the catalytic iron-molybdenum cofactor are correlated with the nucleotide-hydrolysis state of the enzyme.
履歴
登録2022年4月26日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年8月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年8月31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_author.identifier_ORCID
改定 1.22024年2月14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: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
B: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
C: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
D: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
E: Nitrogenase iron protein gamma chain
F: Nitrogenase iron protein gamma chain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)297,67019
ポリマ－292,8946
非ポリマー4,77613
水1,08160
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: The assembly is a transient complex that formed during catalysis on the grid itself. This complex is part of a heterogeneous mixture.
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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Nitrogenase molybdenum-iron protein ... , 2種, 4分子 ACBD

#1: タンパク質 Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Dinitrogenase / Nitrogenase component I


分子量: 55363.043 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii DJ (窒素固定) / 参照: UniProt: P07328, nitrogenase
#2: タンパク質 Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Dinitrogenase


分子量: 59535.879 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii DJ (窒素固定) / 参照: UniProt: C1DGZ8, nitrogenase

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タンパク質 , 1種, 2分子 EF

#3: タンパク質 Nitrogenase iron protein gamma chain / Nitrogenase Fe protein / Nitrogenase component II / Nitrogenase reductase


分子量: 31548.240 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii DJ (窒素固定) / 株: DJ / ATCC BAA-1303 / 参照: UniProt: C1DGZ6, nitrogenase

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非ポリマー , 9種, 73分子

#4: 化合物 ChemComp-HCA / 3-HYDROXY-3-CARBOXY-ADIPIC ACID / (2R)-2-ヒドロキシ-1,2,4-ブタントリカルボン酸


分子量: 206.150 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C7H10O7 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物 ChemComp-ICS / iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon


分子量: 787.451 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: CFe7MoS9 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-CLF / FE(8)-S(7) CLUSTER


分子量: 671.215 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe8S7 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-FE / FE (III) ION


分子量: 55.845 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe
#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: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#9: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#10: 化合物 ChemComp-SF4 / IRON/SULFUR CLUSTER


分子量: 351.640 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe4S4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#11: 化合物 ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP


分子量: 507.181 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#12: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 60 / 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

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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: Azotobacter vinelandii nitrogenase complex (1:1 FeP:MoFeP, ATP/ADP-bound) during catalytic N2 reduction
タイプ: COMPLEX
詳細: Wild-type MoFeP and FeP were purified from the native organism, Azotobacter vinelandii. This map is the structure of the 1:1 ATP/ADP-bound complex that formed during catalytic N2 reduction.
Entity ID: #1-#3 / 由来: NATURAL
分子量値: 0.29621 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii DJ (窒素固定)
緩衝液pH: 8
詳細: Solutions were prepared and filtered immediately prior to the experiment.
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTRIS(HOCH2)3CNH21
225 mMsodium chlorideNaCl1
試料濃度: 5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: 1.4 mg/mL MoFeP 3.6 mg/mL FeP
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: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE-PROPANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K / 詳細: Custom manual plunger. Greater than 95% humidity.

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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: TFS 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）: 135000 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）: 1200 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: ZEMLIN TABLEAU
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 123 K / 最低温度: 93 K
撮影電子線照射量: 65 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 14903

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2EPU2.8画像取得
4CTFFIND4.1CTF補正
7PHENIXモデルフィッティング
9PHENIXモデル精密化
10Cootモデル精密化
11RELION4.0/beta2初期オイラー角割当
12RELION4.0/beta2最終オイラー角割当
13cryoSPARC3.32分類
14cryoSPARC3.3.2３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
粒子像の選択選択した粒子像数: 19711170
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.44 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 48293 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 4WZA

4wza


Accession code: 4WZA / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.01320708
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.98728458
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.012883
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.7443011
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0053593

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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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