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- PDB-8c8m: In vitro structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Comp... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8c8m
タイトルIn vitro structure of the Nitrosopumilus maritimus S-layer - Composite map between two and six-fold symmetrised
要素Cell surface protein
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / Nmar_1547 S-layer
機能・相同性membrane / Uncharacterized protein
機能・相同性情報
生物種Nitrosopumilus maritimus SCM1 (古細菌)
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: 2.87 Å
データ登録者von Kuegelgen, A. / Bharat, T.
資金援助 英国, 2件
組織認可番号国
Wellcome Trust202231/Z/16/Z 英国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom)MC_UP_1201/31 英国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Membraneless channels sieve cations in ammonia-oxidizing marine archaea.
著者: Andriko von Kügelgen / C Keith Cassidy / Sofie van Dorst / Lennart L Pagani / Christopher Batters / Zephyr Ford / Jan Löwe / Vikram Alva / Phillip J Stansfeld / Tanmay A M Bharat /
要旨: Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine ...Nitrosopumilus maritimus is an ammonia-oxidizing archaeon that is crucial to the global nitrogen cycle. A critical step for nitrogen oxidation is the entrapment of ammonium ions from a dilute marine environment at the cell surface and their subsequent channelling to the cell membrane of N. maritimus. Here we elucidate the structure of the molecular machinery responsible for this process, comprising the surface layer (S-layer), using electron cryotomography and subtomogram averaging from cells. We supplemented our in situ structure of the ammonium-binding S-layer array with a single-particle electron cryomicroscopy structure, revealing detailed features of this immunoglobulin-rich and glycan-decorated S-layer. Biochemical analyses showed strong ammonium binding by the cell surface, which was lost after S-layer disassembly. Sensitive bioinformatic analyses identified similar S-layers in many ammonia-oxidizing archaea, with conserved sequence and structural characteristics. Moreover, molecular simulations and structure determination of ammonium-enriched specimens enabled us to examine the cation-binding properties of the S-layer, revealing how it concentrates ammonium ions on its cell-facing side, effectively acting as a multichannel sieve on the cell membrane. This in situ structural study illuminates the biogeochemically essential process of ammonium binding and channelling, common to many marine microorganisms that are fundamental to the nitrogen cycle.
履歴
登録2023年1月20日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年4月10日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年6月5日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年6月12日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.32024年6月19日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last

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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: Cell surface protein
B: Cell surface protein
C: Cell surface protein
D: Cell surface protein
E: Cell surface protein
F: Cell surface protein


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)1,098,9366
ポリマ－1,098,9366
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
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
11A
21B
12A
22C
13A
23D
14A
24E
15A
25F
16A
26B
17A
27C
18A
28D
19A
29E
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210F
111B
211C
112B
212D
113B
213E
114B
214F
115B
215C
116B
216D
117B
217E
118B
218F
119C
219D
120C
220E
121C
221F
122C
222D
123C
223E
124C
224F
125D
225E
126D
226F
127D
227E
128D
228F
129E
229F
130E
230F

NCSドメイン領域:
Dom-IDComponent-IDEns-IDRefine codeAuth asym-IDAuth seq-ID
1010A37 - 1616
2010B37 - 1616
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NCSアンサンブル:
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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15
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30

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要素

#1: タンパク質
Cell surface protein


分子量: 183156.000 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 天然 / 詳細: In-vitro isolated S-layer / 由来: (天然) Nitrosopumilus maritimus SCM1 (古細菌) / 株: SCM1 / 参照: UniProt: A9A4Y9

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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: 2D ARRAY / 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: Nitrosopumilus maritimus S-layer / タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT
詳細: Nitrosopumilus maritimus S-layer composite map between two and six-fold symmetrised maps
Entity ID: all / 由来: NATURAL
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Nitrosopumilus maritimus SCM1 (古細菌) / 株: SCM1 / 細胞内の位置: extracellular
緩衝液pH: 7.5
詳細: 50 mM HEPES/NaOH pH=7.5, 500 mM NaCl, 50 mM MgCl2, 10 mM CaCl2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMHEPESC8H18N2O4S1
2500 mMNaClNaCl1
350 mMMgCl2MgCl21
410 mMCaCl2CaCl21
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: In vitro isolate S-layer cell envelopes
試料支持詳細: 15 mA / グリッドの材料: COPPER/RHODIUM / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/2
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: NITROGEN / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 283.15 K
詳細: absorption for 60 sec and blotted for 5 sec with blot force -10

-
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 / 倍率（公称値）: 81000 X / 倍率（補正後）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 5000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / Calibrated defocus min: 2000 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 5000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 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: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 70 K / 最低温度: 70 K
撮影平均露光時間: 4.2 sec. / 電子線照射量: 48.5 e/Å2
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: 3 / 実像数: 12557
詳細: collected over three sessions one with session with the stage tilted by 33 degrees
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Quantum LS / 色収差補正装置: not used / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV / 球面収差補正装置: not used
画像スキャン横: 5760 / 縦: 4092

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解析

ソフトウェア名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0267 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1Topaz0.2.5粒子像選択ResNet8 trained model
2RELION粒子像選択
3EPU画像取得
5CTFFIND4.1.13CTF補正CTFFIND4 was used as implemented in RELION 3.1
8Coot0.9.2-preモデルフィッティング
10PHENIX1.19-4092モデル精密化
11REFMACモデル精密化
12RELION3.1初期オイラー角割当
13RELION3.1最終オイラー角割当
14RELION3.1分類
15RELION3.1３次元再構成
画像処理詳細: Movies collected at the scope were clustered into optics groups based on the XML meta-data of the data-collection software EPU (Thermo Fisher Scientific) using a k-means algorithm implemented ...詳細: Movies collected at the scope were clustered into optics groups based on the XML meta-data of the data-collection software EPU (Thermo Fisher Scientific) using a k-means algorithm implemented in EPU_group_AFIS (https://github.com/DustinMorado/EPU_group_AFIS). Imported movies were motion-corrected, dose-weighted, and Fourier cropped (2x) with MotionCor2 implemented in RELION-3.1. Contrast transfer functions (CTFs) of the resulting motion-corrected micrographs were estimated using CTFFIND4.
CTF補正詳細: RELION refinement with in-built CTF correction. The function is similar to a Wiener filter, so amplitude correction included.
タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 1971908
詳細: Initially, side views of S-layer sheets were first manually picked along the edge of the lattice using the helical picking tab in RELION while setting the helical rise to 60 angstrom. Top and ...詳細: Initially, side views of S-layer sheets were first manually picked along the edge of the lattice using the helical picking tab in RELION while setting the helical rise to 60 angstrom. Top and tilted views were manually picked at the central hexameric axis. Manually picked particles were extracted in 4x downsampled 128x128 pixel2 boxes and classified using reference-free 2D classification inside RELION-3.1. Class averages centered at a hexameric axis were used to automatically pick particles inside RELION-3.1. Automatically picked particles were extracted in 4x downsampled 128x128 pixel2 boxes and classified using reference-free 2D classification. Particle coordinates belonging to class averages centered at the hexameric axis were used to train TOPAZ in 5x downsampled micrographs with the neural network architecture conv127. For the final reconstruction, particles were picked using TOPAZ and the previously trained neural network above. Additionally, top, bottom, and side views were picked using the reference-based autopicker inside RELION-3.1, which TOPAZ did not readily identify. Particles were extracted in 4x downsampled 128x128 pixel2 boxes and classified using reference-free 2D classification inside RELION-3.1. Particles belonging to class averages centered at the hexameric axis were combined, and particles within 30 angstrom were removed to prevent duplication after alignment. All resulting particles were then re-extracted in 4x downsampled 128x128 pixel2 boxes.
3次元再構成解像度: 2.87 Å / 解像度の算出法: OTHER / 粒子像の数: 354860 / アルゴリズム: FOURIER SPACE
詳細: Composite map between C2 and C6 symmetrised maps. Created with refmac5 and the reference models as cutoffs
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: RECIPROCAL / Target criteria: Best Fit
詳細: Composite map between C2 and C6 created using refmac5
精密化解像度: 2.87→2.87 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.909 / SU B: 12.215 / SU ML: 0.232 / ESU R: 0.32
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射
Rwork0.32231 --
obs0.32231 830747 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 76.059 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--3.45 Å20.84 Å2-0 Å2
2---3.88 Å20 Å2
3---7.32 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 72246
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0120.01374446
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d0.0010.01764473
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.4751.669100326
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg1.4851.606149157
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg6.21359474
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg34.725.5963624
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg13.9521510578
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg22.08915210
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.0660.210776
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0070.0285914
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0030.0215467
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it6.27.87938271
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other6.27.87938269
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it9.14811.85247382
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other9.14811.85247383
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it7.8698.62536175
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other7.8688.62536176
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other12.22712.60752945
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined18.65296178
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other18.65296179
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
Refine LS restraints NCS

Refine-ID: ELECTRON MICROSCOPY / タイプ: interatomic distance / Weight position: 0.05

Ens-IDDom-IDAuth asym-ID数Rms dev position (Å)
11A963600.03
12B963600.03
21A963960.03
22C963960.03
31A969800.02
32D969800.02
41A963580.03
42E963580.03
51A962580.03
52F962580.03
61A6220.05
62B6220.05
71A6200.08
72C6200.08
81A6260.05
82D6260.05
91A6220.05
92E6220.05
101A6220.05
102F6220.05
111B964020.03
112C964020.03
121B964620.03
122D964620.03
131B970220.02
132E970220.02
141B962460.03
142F962460.03
151B6280.06
152C6280.06
161B6280.01
162D6280.01
171B6340
172E6340
181B6320.02
182F6320.02
191C965020.03
192D965020.03
201C964260.02
202E964260.02
211C969480.02
212F969480.02
221C6280.06
222D6280.06
231C6280.06
232E6280.06
241C6340.08
242F6340.08
251D964500.03
252E964500.03
261D963540.03
262F963540.03
271D6280.01
272E6280.01
281D6300.02
282F6300.02
291E962900.03
292F962900.03
301E6320.02
302F6320.02
LS精密化 シェル解像度: 2.72→2.791 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork0.75 61454 -
obs--100 %

+
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://pdbjlvh1.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

+
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

+
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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