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- PDB-8exr: Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 TM and zinc metalloprotease ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8exr
タイトルCryo-EM structure of S. aureus BlaR1 TM and zinc metalloprotease domain
要素Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
キーワードSIGNALING PROTEIN / Antibiotic resistance / beta-lactam antibiotics / MRSA / BlaR1 / MecR1 / cryo-EM / transmembrane signalling
機能・相同性
機能・相同性情報


penicillin binding / cell wall organization / membrane
類似検索 - 分子機能
Peptidase M56 / BlaR1 peptidase M56 / : / Penicillin-binding protein, transpeptidase / Penicillin binding protein transpeptidase domain / Beta-lactamase/transpeptidase-like
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-P6L / PHOSPHATE ION / BlaR1
類似検索 - 構成要素
生物種Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
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: 3.8 Å
データ登録者Worrall, L.J. / Alexander, J.A.N. / Vuckovic, M. / Strynadka, N.C.J.
資金援助 カナダ, 1件
組織認可番号国
Canadian Institutes of Health Research (CIHR) カナダ
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Structural basis of broad-spectrum β-lactam resistance in Staphylococcus aureus.
著者: J Andrew N Alexander / Liam J Worrall / Jinhong Hu / Marija Vuckovic / Nidhi Satishkumar / Raymond Poon / Solmaz Sobhanifar / Federico I Rosell / Joshua Jenkins / Daniel Chiang / Wesley A ...著者: J Andrew N Alexander / Liam J Worrall / Jinhong Hu / Marija Vuckovic / Nidhi Satishkumar / Raymond Poon / Solmaz Sobhanifar / Federico I Rosell / Joshua Jenkins / Daniel Chiang / Wesley A Mosimann / Henry F Chambers / Mark Paetzel / Som S Chatterjee / Natalie C J Strynadka /
要旨: Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β- ...Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β-lactams through the acylation of its sensor domain, inducing transmembrane signalling and activation of the cytoplasmic-facing metalloprotease domain. The metalloprotease domain has a role in BlaI derepression, inducing blaZ (β-lactamase PC1) and mecA (β-lactam-resistant cell-wall transpeptidase PBP2a) expression. Here, overcoming hurdles in isolation, we show that BlaR1 cleaves BlaI directly, as necessary for inactivation, with no requirement for additional components as suggested previously. Cryo-electron microscopy structures of BlaR1-the wild type and an autocleavage-deficient F284A mutant, with or without β-lactam-reveal a domain-swapped dimer that we suggest is critical to the stabilization of the signalling loops within. BlaR1 undergoes spontaneous autocleavage in cis between Ser283 and Phe284 and we describe the catalytic mechanism and specificity underlying the self and BlaI cleavage. The structures suggest that allosteric signalling emanates from β-lactam-induced exclusion of the prominent extracellular loop bound competitively in the sensor-domain active site, driving subsequent dynamic motions, including a shift in the sensor towards the membrane and accompanying changes in the zinc metalloprotease domain. We propose that this enhances the expulsion of autocleaved products from the active site, shifting the equilibrium to a state that is permissive of efficient BlaI cleavage. Collectively, this study provides a structure of a two-component signalling receptor that mediates action-in this case, antibiotic resistance-through the direct cleavage of a repressor.
履歴
登録2022年10月25日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年1月11日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年1月18日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22023年1月25日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年6月19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
B: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
A: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
C: Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)215,71910
ポリマ－213,8093
非ポリマー1,9107
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

#1: タンパク質 Beta-lactam sensor/signal transducer BlaR1 / Beta-lactamase regulatory sensor-transducer BlaR1 / Bla regulator protein blaR1 / BlaR1 / BlaR1 ...Beta-lactamase regulatory sensor-transducer BlaR1 / Bla regulator protein blaR1 / BlaR1 / BlaR1 family beta-lactam sensor/signal transducer / BlaR1 protein / Regulatory protein BlaR1


分子量: 71269.703 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
遺伝子: blaR1, blaR, BN1321_410015, BSZ10_11995, BTN44_15560, FA040_05105, GO941_06445, NCTC13131_00091, SAMEA2077334_00715, SAMEA2078260_01199, SAMEA2078588_01099, SAMEA2080344_00713, ...遺伝子: blaR1, blaR, BN1321_410015, BSZ10_11995, BTN44_15560, FA040_05105, GO941_06445, NCTC13131_00091, SAMEA2077334_00715, SAMEA2078260_01199, SAMEA2078588_01099, SAMEA2080344_00713, SAMEA2081063_00867, SAMEA2081470_00938, SAMEA70146418_00144, SAP084B_008, SAP086A_011
発現宿主: Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis (乳酸菌)
参照: UniProt: Q00419
#2: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn
#3: 化合物 ChemComp-P6L / (2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE


分子量: 746.991 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C40H75O10P / コメント: リン脂質*YM
#4: 化合物 ChemComp-PO4 / PHOSPHATE ION / ホスファ-ト


分子量: 94.971 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: PO4
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: Dimeric complex of S. aureus BlaR1 / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.142 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
由来(組換発現)生物種: Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis (乳酸菌)
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 20 mM HEPES, pH 7.5, 150 mM sodium chloride
試料濃度: 0.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: 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: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ詳細
1Topaz粒子像選択
4cryoSPARCCTF補正
9PHENIXモデル精密化Real space refine
10cryoSPARC初期オイラー角割当
11cryoSPARC最終オイラー角割当
12cryoSPARC分類
13cryoSPARC３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: 7508828
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 66347 / 対称性のタイプ: POINT

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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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