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- PDB-8cka: Deinococcus radidurans HPI S-layer -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8cka
タイトルDeinococcus radidurans HPI S-layer
要素Hexagonally packed intermediate-layer surface protein
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / HPI S-layer
機能・相同性S-layer / cell wall organization / Prokaryotic membrane lipoprotein lipid attachment site profile. / extracellular region / Hexagonally packed intermediate-layer surface protein
機能・相同性情報
生物種Deinococcus radiodurans (放射線耐性)
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: 2.52 Å
データ登録者von Kuegelgen, A. / Yamashita, K. / Murshudov, G. / 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: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2023
タイトル: Interdigitated immunoglobulin arrays form the hyperstable surface layer of the extremophilic bacterium .
著者: Andriko von Kügelgen / Sofie van Dorst / Keitaro Yamashita / Danielle L Sexton / Elitza I Tocheva / Garib Murshudov / Vikram Alva / Tanmay A M Bharat /
要旨: is an atypical diderm bacterium with a remarkable ability to tolerate various environmental stresses, due in part to its complex cell envelope encapsulated within a hyperstable surface layer (S- ... is an atypical diderm bacterium with a remarkable ability to tolerate various environmental stresses, due in part to its complex cell envelope encapsulated within a hyperstable surface layer (S-layer). Despite decades of research on this cell envelope, atomic structural details of the S-layer have remained obscure. In this study, we report the electron cryomicroscopy structure of the S-layer, showing how it is formed by the Hexagonally Packed Intermediate-layer (HPI) protein arranged in a planar hexagonal lattice. The HPI protein forms an array of immunoglobulin-like folds within the S-layer, with each monomer extending into the adjacent hexamer, resulting in a highly interconnected, stable, sheet-like arrangement. Using electron cryotomography and subtomogram averaging from focused ion beam-milled cells, we have obtained a structure of the cellular S-layer, showing how this HPI S-layer coats native membranes on the surface of cells. Our S-layer structure from the diderm bacterium shows similarities to immunoglobulin-like domain-containing S-layers from monoderm bacteria and archaea, highlighting common features in cell surface organization across different domains of life, with connotations on the evolution of immunoglobulin-based molecular recognition systems in eukaryotes.
履歴
登録2023年2月14日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02023年4月19日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年4月26日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.page_first / _citation.page_last ..._citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID

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構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

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集合体

登録構造単位
A: Hexagonally packed intermediate-layer surface protein
B: Hexagonally packed intermediate-layer surface protein


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)198,8482
ポリマ－198,8482
非ポリマー00
水00
1
A: Hexagonally packed intermediate-layer surface protein
B: Hexagonally packed intermediate-layer surface protein
x 6


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)1,193,08812
ポリマ－1,193,08812
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
point symmetry operation5
非結晶学的対称性 (NCS)NCS oper:
IDCodeMatrixベクター
1given(1), (1), (1)
2generate(0.5, -0.866025), (0.866025, 0.5), (1)298.33994, -79.93995
3generate(-0.5, -0.866025), (0.866025, -0.5), (1)516.73993, 138.46005
4generate(-1), (-1), (1)436.79999, 436.79999
5generate(-0.5, 0.866025), (-0.866025, -0.5), (1)138.46005, 516.73993
6generate(0.5, 0.866025), (-0.866025, 0.5), (1)-79.93995, 298.33994

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要素

#1: タンパク質 Hexagonally packed intermediate-layer surface protein


分子量: 99424.000 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Deinococcus radiodurans (strain ATCC 13939 / DSM 20539 / JCM 16871 / LMG 4051 / NBRC 15346 / NCIMB 9279 / R1 / VKM B-1422) (放射線耐性)
参照: UniProt: P56867

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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: Structure of Hexagonally Packed Intermediate-layer (HPI) protein
タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT
詳細: Structure of Hexagonally Packed Intermediate-layer (HPI) protein
Entity ID: all / 由来: NATURAL
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Deinococcus radiodurans (放射線耐性) / 細胞内の位置: extracellular
緩衝液pH: 7.5
詳細: 50 mM HEPES/NaOH pH=7.5, 150 mM NaCl, 5 mM MgCl2, 1 mM CaCl2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMNaClNaCl1
35 mMMgCl2MgCl21
41 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 Hexagonally Packed Intermediate-layer (HPI) layer
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

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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: 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: 3.43 sec. / 電子線照射量: 53.245 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: 1 / 実像数: 1002
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: 5.8.0403 / 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
2RELION3.1.2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
10RELION3.1初期オイラー角割当
11RELION3.1最終オイラー角割当
12RELION3.1分類
13RELION3.1３次元再構成
14REFMAC5.8.0403モデル精密化Servalcat v 0.3.0
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: 882866
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 40 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 40 Angstrom. Top and tilted views were manually picked at the central hexameric axis. Manually picked particles were extracted in 4x downsampled 100 x 100 boxes and classified using reference-free 2D classification inside RELION3.1. Class averages centered at a hexameric axis were used to automatically pick particles inside RELION3.1. Automatically picked particles were extracted in 4x downsampled 100x100 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 RELION3.1, which TOPAZ did not readily identify. Particles were extracted in 4x downsampled 100x100 pixel2 boxes and classified using reference-free 2D classification inside RELION3.1. 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 100x100 pixel2 boxes.
対称性点対称性: C6 (6回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.52 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 55345 / アルゴリズム: FOURIER SPACE
詳細: Per-particle defocus, anisotropy magnification, and higher-order aberrations were refined inside RELION3.1, followed by another round of focused 3D auto refinement and Bayesian particle ...詳細: Per-particle defocus, anisotropy magnification, and higher-order aberrations were refined inside RELION3.1, followed by another round of focused 3D auto refinement and Bayesian particle polishing. The final map was obtained from 55,345 particles and post-processed using a soft mask focused on the central hexamer, including the dimeric bridge, yielding a global resolution of 2.52 Angstrom according to the gold standard Fourier shell correlation criterion of 0.143.
クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 19.48 / プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: RECIPROCAL / Target criteria: Best Fit
精密化解像度: 2.54→279.55 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.924 / SU B: 7.928 / SU ML: 0.163 / ESU R: 0.07
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
Rwork0.36684 --
obs0.36684 1247499 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: 75.352 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 6795
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0040.0116912
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d00.0166367
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg0.961.6449439
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg0.331.56214579
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg5.1195913
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg12.499544
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg16.319101014
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.0430.21101
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0040.028497
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0010.021655
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_it4.587.6563661
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other4.5767.6553661
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it7.51513.7554571
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other7.52513.7554572
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it4.5987.493251
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other4.5977.493252
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other7.82713.7614869
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined14.72288.3827693
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other14.72288.3727694
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 2.54→2.606 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork0.563 92459 -
obs--100 %

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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://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

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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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