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万見
- PDB-8cqc: Cryo-EM structure of pentameric proteorhodopsin A18L mutant -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8cqc
タイトルCryo-EM structure of pentameric proteorhodopsin A18L mutant
要素Green-light absorbing proteorhodopsin
キーワードPROTON TRANSPORT / Membrane protein / Light-driven proton pump / Proteorhodopsin
機能・相同性
機能・相同性情報


light-activated monoatomic ion channel activity / photoreceptor activity / phototransduction / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Proteorhodopsin / Bacterial rhodopsins signature 1. / Rhodopsin, retinal binding site / Bacteriorhodopsin-like protein / Archaeal/bacterial/fungal rhodopsins / Bacteriorhodopsin-like protein
類似検索 - ドメイン・相同性
RETINAL / Green-light absorbing proteorhodopsin
類似検索 - 構成要素
生物種uncultured Gammaproteobacteria bacterium (環境試料)
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: 2.82 Å
データ登録者Hirschi, S. / Lemmin, T. / Fotiadis, D.
資金援助 スイス, 1件
組織認可番号国
Swiss National Science Foundation スイス
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural insights into the mechanism and dynamics of proteorhodopsin biogenesis and retinal scavenging.
著者: Stephan Hirschi / Thomas Lemmin / Nooraldeen Ayoub / David Kalbermatter / Daniele Pellegata / Zöhre Ucurum / Jürg Gertsch / Dimitrios Fotiadis /
要旨: Microbial ion-pumping rhodopsins (MRs) are extensively studied retinal-binding membrane proteins. However, their biogenesis, including oligomerisation and retinal incorporation, remains poorly ...Microbial ion-pumping rhodopsins (MRs) are extensively studied retinal-binding membrane proteins. However, their biogenesis, including oligomerisation and retinal incorporation, remains poorly understood. The bacterial green-light absorbing proton pump proteorhodopsin (GPR) has emerged as a model protein for MRs and is used here to address these open questions using cryo-electron microscopy (cryo-EM) and molecular dynamics (MD) simulations. Specifically, conflicting studies regarding GPR stoichiometry reported pentamer and hexamer mixtures without providing possible assembly mechanisms. We report the pentameric and hexameric cryo-EM structures of a GPR mutant, uncovering the role of the unprocessed N-terminal signal peptide in the assembly of hexameric GPR. Furthermore, certain proteorhodopsin-expressing bacteria lack retinal biosynthesis pathways, suggesting that they scavenge the cofactor from their environment. We shed light on this hypothesis by solving the cryo-EM structure of retinal-free proteoopsin, which together with mass spectrometry and MD simulations suggests that decanoate serves as a temporary placeholder for retinal in the chromophore binding pocket. Further MD simulations elucidate possible pathways for the exchange of decanoate and retinal, offering a mechanism for retinal scavenging. Collectively, our findings provide insights into the biogenesis of MRs, including their oligomeric assembly, variations in protomer stoichiometry and retinal incorporation through a potential cofactor scavenging mechanism.
履歴
登録2023年3月5日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年7月3日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年9月4日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.22024年10月16日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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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: Green-light absorbing proteorhodopsin
B: Green-light absorbing proteorhodopsin
C: Green-light absorbing proteorhodopsin
D: Green-light absorbing proteorhodopsin
E: Green-light absorbing proteorhodopsin
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)141,97610
ポリマ－140,5545
非ポリマー1,4225
水54030
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
Buried area11760 Å2
ΔGint-86 kcal/mol
Surface area42910 Å2

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要素

#1: タンパク質
Green-light absorbing proteorhodopsin / GPR


分子量: 28110.854 Da / 分子数: 5 / 変異: A18L / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) uncultured Gammaproteobacteria bacterium (環境試料)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q6J4G7
#2: 化合物
ChemComp-RET / RETINAL / 7-cis-レチナ-ル


分子量: 284.436 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H28O / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 30 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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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: Pentameric proteorhodopsin A18L / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: uncultured Gammaproteobacteria bacterium (環境試料)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 4.2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE

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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: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1700 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 700 nm
撮影電子線照射量: 49.8 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア名称: cryoSPARC / カテゴリ: ３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C5 (5回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.82 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 709759 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0038930
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.43212195
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.9872935
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0381370
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041435

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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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