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万見
- PDB-8dzf: Cryo-EM structure of bundle-forming pilus extension ATPase from E... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8dzf
タイトルCryo-EM structure of bundle-forming pilus extension ATPase from E.coli in the presence of AMP-PNP (class-2)
要素BfpD
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / BfpD / AAA-ATPase / Type 4 pilus accessory protein
機能・相同性Type II/IV secretion system protein / Type II/IV secretion system protein / ATP hydrolysis activity / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase / ATP binding / plasma membrane / PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / BfpD
機能・相同性情報
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: 3.69 Å
データ登録者Nayak, A.R. / Zhao, J. / Donnenberg, M.S. / Samso, M.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIH/NIAMS)R01 AR068431 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)U24 GM116790 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R56A/111767 米国
引用ジャーナル: mBio / 年: 2022
タイトル: Cryo-EM Structure of the Type IV Pilus Extension ATPase from Enteropathogenic Escherichia coli.
著者: Ashok R Nayak / Pradip K Singh / Jinlei Zhao / Montserrat Samsó / Michael S Donnenberg /
要旨: Type 4 pili (T4P) are retractable surface appendages found on numerous bacteria and archaea that play essential roles in various microbial functions, including host colonization by pathogens. An ...Type 4 pili (T4P) are retractable surface appendages found on numerous bacteria and archaea that play essential roles in various microbial functions, including host colonization by pathogens. An ATPase is required for T4P extension, but the mechanism by which chemical energy is transduced to mechanical energy for pilus extension has not been elucidated. Here, we report the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of the BfpD ATPase from enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) in the presence of either ADP or a mixture of ADP and AMP-PNP. Both structures, solved at 3 Å resolution, reveal the typical toroid shape of AAA+ ATPases and unambiguous 6-fold symmetry. This 6-fold symmetry contrasts with the 2-fold symmetry previously reported for other T4P extension ATPase structures, all of which were from thermophiles and solved by crystallography. In the presence of the nucleotide mixture, BfpD bound exclusively AMP-PNP, and this binding resulted in a modest outward expansion in comparison to the structure in the presence of ADP, suggesting a concerted model for hydrolysis. molecular models reveal a partially open configuration of all subunits where the nucleotide binding site may not be optimally positioned for catalysis. ATPase functional studies reveal modest activity similar to that of other extension ATPases, while calculations indicate that this activity is insufficient to power pilus extension. Our results reveal that, despite similarities in primary sequence and tertiary structure, T4P extension ATPases exhibit divergent quaternary configurations. Our data raise new possibilities regarding the mechanism by which T4P extension ATPases power pilus formation. Type 4 pili are hairlike surface appendages on many bacteria and archaea that can be extended and retracted with tremendous force. They play a critical role in disease caused by several deadly human pathogens. Pilus extension is made possible by an enzyme that converts chemical energy to mechanical energy. Here, we describe the three-dimensional structure of such an enzyme from a human pathogen in unprecedented detail, which reveals a mechanism of action that has not been seen previously among enzymes that power type 4 pilus extension.
履歴
登録2022年8月7日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年10月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年11月16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_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name
改定 1.22023年1月4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 1.32023年1月11日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.42024年6月12日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond

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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: BfpD
B: BfpD
C: BfpD
D: BfpD
E: BfpD
F: BfpD
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)366,07018
ポリマ－362,6406
非ポリマー3,43012
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: microscopy, Negative staining
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質
BfpD


分子量: 60440.062 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 遺伝子: bfpD / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q47070
#2: 化合物
ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn
#3: 化合物
ChemComp-ANP / PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP


分子量: 506.196 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N6O12P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
コメント: AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM
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: Bundle-forming pilus extension ATPase from enteropathogenic E.coli in the presence of AMP-PNP
タイプ: COMPLEX
詳細: BfpD ATPase with 5 mM Mgcl2, 1 mM ADP, 2 mM ATP and 2.5 mM AMP-PNP
Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.362 MDa / 実験値: YES
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: 7.6
詳細: 20 mM Tris (pH 7.6), 0.1 mM NaCl, 5 mM MgCl2, 2 mM DTT, 0.5 mM CHAPSO, 1 mM ADP, 2 mM ATP and 2.5 mM AMP-PNP
試料濃度: 4.5 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: 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: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 60 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: 3 / 実像数: 10132
電子光学装置エネルギーフィルタースリット幅: 10 eV

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2EPU画像取得
4cryoSPARC3.2CTF補正
7Coot0.9.5.8モデルフィッティング
9PHENIX1.20rc4-4425モデル精密化
13cryoSPARC2.15３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 2831199
対称性点対称性: C6 (6回回転対称)
3次元再構成解像度: 3.69 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 68944 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL

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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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