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- PDB-7xmd: Cryo-EM structure of Cytochrome bo3 from Escherichia coli, the st... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7xmd
タイトルCryo-EM structure of Cytochrome bo3 from Escherichia coli, the structure complexed with an allosteric inhibitor N4
要素
  • (Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit ...) x 3
  • Ubiquinol oxidase subunit 2
キーワードOXIDOREDUCTASE / respiratory enzyme / membrane protein / heme protein / allosteric inhibitor
機能・相同性
機能・相同性情報


oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / cytochrome o ubiquinol oxidase complex / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / ubiquinone binding / electron transport coupled proton transport / proton transmembrane transporter activity ...oxidoreduction-driven active transmembrane transporter activity / cytochrome o ubiquinol oxidase complex / ubiquinol oxidase (H+-transporting) / cytochrome bo3 ubiquinol oxidase activity / aerobic electron transport chain / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / cytochrome-c oxidase activity / ubiquinone binding / electron transport coupled proton transport / proton transmembrane transporter activity / ATP synthesis coupled electron transport / aerobic respiration / respiratory electron transport chain / electron transfer activity / copper ion binding / heme binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
: / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II ...: / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit III / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit IV / Cytochrome o ubiquinol oxidase, subunit I / Ubiquinol oxidase subunit III domain / Cytochrome C oxidase subunit IV, prokaryotes / COX aromatic rich motif / Prokaryotic Cytochrome C oxidase subunit IV / COX Aromatic Rich Motif / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit II / Ubiquinol oxidase subunit 2, cupredoxin domain / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain / Cytochrome oxidase subunit II transmembrane region profile. / Cytochrome c oxidase subunit III / Cytochrome c oxidase subunit III-like / Cytochrome c oxidase, subunit III, 4-helical bundle / Cytochrome c oxidase subunit III / Heme-copper oxidase subunit III family profile. / Cytochrome c oxidase subunit III-like superfamily / Cytochrome c/quinol oxidase subunit II / Cytochrome C oxidase subunit II, transmembrane domain superfamily / Cytochrome c oxidase, subunit I, copper-binding site / Heme-copper oxidase catalytic subunit, copper B binding region signature. / Cytochrome c oxidase-like, subunit I domain / Cytochrome oxidase subunit I profile. / Cytochrome C oxidase subunit II, periplasmic domain / Cytochrome c oxidase subunit I / Cytochrome c oxidase-like, subunit I superfamily / Cytochrome C and Quinol oxidase polypeptide I / Cytochrome c oxidase subunit II-like C-terminal / Cytochrome oxidase subunit II copper A binding domain profile. / Cupredoxin / Prokaryotic membrane lipoprotein lipid attachment site profile.
類似検索 - ドメイン・相同性
COPPER (II) ION / PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / HEME O / Chem-JYR / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / Ubiquinol oxidase subunit 2 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
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: 2.99 Å
データ登録者Nishida, Y. / Shigematsu, H. / Iwamoto, T. / Takashima, S. / Shintani, Y.
資金援助 日本, 2件
組織認可番号国
Japan Science and TechnologyJPMJCR14M2 日本
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP19im0210617 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Identifying antibiotics based on structural differences in the conserved allostery from mitochondrial heme-copper oxidases.
著者: Yuya Nishida / Sachiko Yanagisawa / Rikuri Morita / Hideki Shigematsu / Kyoko Shinzawa-Itoh / Hitomi Yuki / Satoshi Ogasawara / Ken Shimuta / Takashi Iwamoto / Chisa Nakabayashi / Waka ...著者: Yuya Nishida / Sachiko Yanagisawa / Rikuri Morita / Hideki Shigematsu / Kyoko Shinzawa-Itoh / Hitomi Yuki / Satoshi Ogasawara / Ken Shimuta / Takashi Iwamoto / Chisa Nakabayashi / Waka Matsumura / Hisakazu Kato / Chai Gopalasingam / Takemasa Nagao / Tasneem Qaqorh / Yusuke Takahashi / Satoru Yamazaki / Katsumasa Kamiya / Ryuhei Harada / Nobuhiro Mizuno / Hideyuki Takahashi / Yukihiro Akeda / Makoto Ohnishi / Yoshikazu Ishii / Takashi Kumasaka / Takeshi Murata / Kazumasa Muramoto / Takehiko Tosha / Yoshitsugu Shiro / Teruki Honma / Yasuteru Shigeta / Minoru Kubo / Seiji Takashima / Yasunori Shintani /
要旨: Antimicrobial resistance (AMR) is a global health problem. Despite the enormous efforts made in the last decade, threats from some species, including drug-resistant Neisseria gonorrhoeae, continue to ...Antimicrobial resistance (AMR) is a global health problem. Despite the enormous efforts made in the last decade, threats from some species, including drug-resistant Neisseria gonorrhoeae, continue to rise and would become untreatable. The development of antibiotics with a different mechanism of action is seriously required. Here, we identified an allosteric inhibitory site buried inside eukaryotic mitochondrial heme-copper oxidases (HCOs), the essential respiratory enzymes for life. The steric conformation around the binding pocket of HCOs is highly conserved among bacteria and eukaryotes, yet the latter has an extra helix. This structural difference in the conserved allostery enabled us to rationally identify bacterial HCO-specific inhibitors: an antibiotic compound against ceftriaxone-resistant Neisseria gonorrhoeae. Molecular dynamics combined with resonance Raman spectroscopy and stopped-flow spectroscopy revealed an allosteric obstruction in the substrate accessing channel as a mechanism of inhibition. Our approach opens fresh avenues in modulating protein functions and broadens our options to overcome AMR.
履歴
登録2022年4月25日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02022年12月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年7月3日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / Item: _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: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1
B: Ubiquinol oxidase subunit 2
C: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3
D: Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)148,57411
ポリマ－145,3144
非ポリマー3,2607
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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Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit ... , 3種, 3分子 ACD

#1: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome b562-o complex subunit I / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome o ...Cytochrome b562-o complex subunit I / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 1 / Cytochrome o subunit 1 / Oxidase bo(3) subunit 1 / Ubiquinol oxidase chain A / Ubiquinol oxidase polypeptide I / Ubiquinol oxidase subunit 1


分子量: 74424.469 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P0ABI8, ubiquinol oxidase (H+-transporting)
#3: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o subunit 3 / Oxidase bo(3) subunit 3 / ...Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 3 / Cytochrome o subunit 3 / Oxidase bo(3) subunit 3 / Ubiquinol oxidase chain C / Ubiquinol oxidase polypeptide III / Ubiquinol oxidase subunit 3


分子量: 22642.566 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P0ABJ3
#4: タンパク質 Cytochrome bo(3) ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o subunit 4 / Oxidase bo(3) subunit 4 / ...Cytochrome o ubiquinol oxidase subunit 4 / Cytochrome o subunit 4 / Oxidase bo(3) subunit 4 / Ubiquinol oxidase chain D / Ubiquinol oxidase polypeptide IV / Ubiquinol oxidase subunit 4


分子量: 12037.402 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P0ABJ6

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タンパク質 , 1種, 1分子 B

#2: タンパク質 Ubiquinol oxidase subunit 2


分子量: 36209.559 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌)
遺伝子: cyoA, ACU57_11830, AM464_19145, APX88_10780, AWP93_14560, BANRA_03634, BEA19_24285, BJI68_14080, BJJ90_20095, BK383_14750, BMC79_002872, BO068_001687, BOB65_000403, BON66_08870, BON73_ ...遺伝子: cyoA, ACU57_11830, AM464_19145, APX88_10780, AWP93_14560, BANRA_03634, BEA19_24285, BJI68_14080, BJJ90_20095, BK383_14750, BMC79_002872, BO068_001687, BOB65_000403, BON66_08870, BON73_06180, BON74_21890, BON77_14335, BON80_10695, BON86_25900, BON87_05825, BON89_00395, BON92_15695, BON93_19065, BON98_18690, BSR05_07160, BXT93_14110, BZL69_16590, C2121_000756, C5N07_12950, CA593_00980, CDC27_01080, CDL36_18475, CDL37_08970, CQP61_20675, CR539_06390, CT143_00345, CXJ73_004380, D0X26_07630, D3822_17775, D3Y67_14555, D9E34_22950, D9J03_07430, DAH17_06675, DAH34_12595, DAH36_12985, DD762_23785, DKP82_19825, DN627_04300, DNQ45_18500, DNX30_04955, DTM16_23740, DTM45_11185, DU321_07410, DXT70_02705, E2119_01520, E2122_05970, E2131_02675, E2135_01205, E4K51_12275, E5P26_04320, E5P27_05630, E5P28_11110, E5P29_09785, E5P31_06375, E5P32_04100, E5P34_04850, E5P35_04720, E5P36_01955, E5P40_03855, E5S36_14935, E5S46_14035, E5S51_13330, E5S58_14090, E5S61_17450, EC3234A_4c01010, EI021_16450, EIA08_09775, EIZ93_01035, EL79_3413, EL80_3367, ELT17_06040, ELT20_08135, ELT41_07160, ELT49_07745, ELT51_19775, ELU85_09175, ELV10_08020, ELV16_21785, ELX48_13290, ELX76_14920, ELX85_08605, EVY14_00280, ExPECSC038_03272, EYV17_02895, EYV18_09930, EYY21_23390, F2N31_13445, F3N40_15010, F9S83_01735, F9V24_00335, FA849_16035, FA868_02450, FE587_05330, FEJ01_04230, FEL34_02865, FGG80_03370, FGY90_08715, FHD44_10295, FJQ51_12155, FQF29_11475, FTV93_12140, FV293_05915, FWK02_10070, G3813_001713, G4A38_05615, G5603_08425, GIB53_01940, GKF86_04705, GKF89_04260, GLW94_08520, GQM13_16545, GQW68_14795, GQW80_03945, GRW05_22945, GRW57_14390, GRW81_04315, GSY44_02240, GTP88_03650, GUB08_11340, H0O53_01600, HIN64_001359, HJQ60_002319, HJS37_002124, HJU54_001612, HL601_03105, HLZ50_08430, HMJ82_07910, HMU48_15410, HMV41_13070, HMV95_11775, HNC36_06575, HNC59_10400, HNC66_06810, HNC99_09295, HND12_08495, HVW04_08795, HVX16_19275, HX136_19320, IA00_004007, IH772_12955, IT029_003268, J0541_001708, JNP96_06590, NCTC10082_01037, NCTC10764_05312, NCTC10974_04302, NCTC11112_03815, NCTC12950_04133, NCTC13148_06650, NCTC8008_03342, NCTC8450_01418, NCTC8500_04220, NCTC8621_03944, NCTC9037_03917, NCTC9044_03552, NCTC9117_04753, PGD_02879, SAMEA3472067_03229, SAMEA3751407_02102, WP2S18E08_34950
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A024L5V9

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非ポリマー , 6種, 7分子

#5: 化合物 ChemComp-HEO / HEME O


分子量: 838.854 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C49H58FeN4O5
#6: 化合物 ChemComp-HEM / PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE / HEME


分子量: 616.487 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C34H32FeN4O4
#7: 化合物 ChemComp-CU / COPPER (II) ION


分子量: 63.546 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Cu
#8: 化合物 ChemComp-PEE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE


分子量: 744.034 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H78NO8P / コメント: DOPE, リン脂質*YM
#9: 化合物 ChemComp-JYR / methyl 3-oxidanyl-5-[oxidanyl(oxidanylidene)-$l^{4}-azanyl]-1-benzothiophene-2-carboxylate


分子量: 253.231 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H7NO5S
#10: 化合物 ChemComp-UNX / UNKNOWN ATOM OR ION


分子数: 1 / 由来タイプ: 合成

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN

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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: Cytochrome bo3 ubiquinol oxidase / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #2-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.144 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMSodium chlorideNaCl1
220 mMtris(hydroxymethyl)aminomethaneTris1
30.01 %n-Dodecyl-beta-D-maltosideC12M1
40.5 %Dimethyl sulfoxidDMSO1
50.25 mMN4N41
試料濃度: 13 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: 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: 281 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS GLACIOS
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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 50 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 7173

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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名称カテゴリ
2EPU画像取得
7Cootモデルフィッティング
12PHENIX３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: 2.99 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 67692 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0049973
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.67513590
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.7283454
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0431501
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061638

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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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