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万見
- PDB-8pn7: Engineered glycolyl-CoA carboxylase (G20R variant) with bound CoA -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8pn7
タイトルEngineered glycolyl-CoA carboxylase (G20R variant) with bound CoA
要素
  • Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
  • Propionyl-CoA carboxylase beta chain
キーワードLIGASE / glycolyl-CoA carboxylase
機能・相同性
機能・相同性情報


propionyl-CoA carboxylase / propionyl-CoA carboxylase activity / lipid catabolic process / ATP binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Propionyl-coenzyme A carboxylase, BT domain / Propionyl-coenzyme A carboxylase BT domain / : / : / Acetyl-coenzyme A carboxyltransferase, C-terminal / Acetyl-coenzyme A (CoA) carboxyltransferase C-terminal domain profile. / Acetyl-coenzyme A carboxyltransferase, N-terminal / Acetyl-coenzyme A (CoA) carboxyltransferase N-terminal domain profile. / Acetyl-CoA carboxylase / Carboxyl transferase domain ...Propionyl-coenzyme A carboxylase, BT domain / Propionyl-coenzyme A carboxylase BT domain / : / : / Acetyl-coenzyme A carboxyltransferase, C-terminal / Acetyl-coenzyme A (CoA) carboxyltransferase C-terminal domain profile. / Acetyl-coenzyme A carboxyltransferase, N-terminal / Acetyl-coenzyme A (CoA) carboxyltransferase N-terminal domain profile. / Acetyl-CoA carboxylase / Carboxyl transferase domain / Biotin-binding site / Biotin-requiring enzymes attachment site. / Biotin carboxylase-like, N-terminal domain / Biotin carboxylase, C-terminal / Biotin carboxylation domain / Biotin carboxylase, N-terminal domain / Biotin carboxylase C-terminal domain / Biotin carboxylation domain profile. / Biotin carboxylase C-terminal domain / Carbamoyl-phosphate synthase subdomain signature 1. / Carbamoyl-phosphate synthetase large subunit-like, ATP-binding domain / Carbamoyl-phosphate synthase L chain, ATP binding domain / Biotin-requiring enzyme / Rudiment single hybrid motif / Biotinyl/lipoyl domain profile. / Biotin/lipoyl attachment / Single hybrid motif / Pre-ATP-grasp domain superfamily / ATP-grasp fold / ATP-grasp fold profile. / ClpP/crotonase-like domain superfamily / Carbamoyl-phosphate synthase subdomain signature 2.
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-BTI / COENZYME A / Propionyl-CoA carboxylase beta chain / propionyl-CoA carboxylase
類似検索 - 構成要素
生物種Methylorubrum extorquens AM1 (バクテリア)
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: 2.03 Å
データ登録者Zarzycki, J. / Marchal, D.G. / Schulz, L. / Prinz, S. / Erb, T.J.
資金援助European Union, ドイツ, 3件
組織認可番号国
European Commission862087European Union
Max Planck Society ドイツ
Joachim Herz Stiftung ドイツ
引用ジャーナル: ACS Synth Biol / 年: 2023
タイトル: Machine Learning-Supported Enzyme Engineering toward Improved CO-Fixation of Glycolyl-CoA Carboxylase.
著者: Daniel G Marchal / Luca Schulz / Ingmar Schuster / Jelena Ivanovska / Nicole Paczia / Simone Prinz / Jan Zarzycki / Tobias J Erb /
要旨: Glycolyl-CoA carboxylase (GCC) is a new-to-nature enzyme that catalyzes the key reaction in the tartronyl-CoA (TaCo) pathway, a synthetic photorespiration bypass that was recently designed to improve ...Glycolyl-CoA carboxylase (GCC) is a new-to-nature enzyme that catalyzes the key reaction in the tartronyl-CoA (TaCo) pathway, a synthetic photorespiration bypass that was recently designed to improve photosynthetic CO fixation. GCC was created from propionyl-CoA carboxylase (PCC) through five mutations. However, despite reaching activities of naturally evolved biotin-dependent carboxylases, the quintuple substitution variant GCC M5 still lags behind 4-fold in catalytic efficiency compared to its template PCC and suffers from futile ATP hydrolysis during CO fixation. To further improve upon GCC M5, we developed a machine learning-supported workflow that reduces screening efforts for identifying improved enzymes. Using this workflow, we present two novel GCC variants with 2-fold increased carboxylation rate and 60% reduced energy demand, respectively, which are able to address kinetic and thermodynamic limitations of the TaCo pathway. Our work highlights the potential of combining machine learning and directed evolution strategies to reduce screening efforts in enzyme engineering.
履歴
登録2023年6月30日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02023年11月29日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年12月6日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22023年12月27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: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
B: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
C: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
D: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
E: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
F: Propionyl-CoA carboxylase beta chain
G: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
H: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
I: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
J: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
K: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
L: Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)774,28124
ポリマ－768,30612
非ポリマー5,97512
水26,5901476
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質
Propionyl-CoA carboxylase beta chain


分子量: 56064.066 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Methylorubrum extorquens AM1 (バクテリア)
遺伝子: pccB, MexAM1_META1p0172 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: C5AP75, propionyl-CoA carboxylase
#2: タンパク質
Propionyl-CoA carboxylase alpha subunit


分子量: 71986.961 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Methylorubrum extorquens AM1 (バクテリア)
遺伝子: pccA, MexAM1_META1p3203 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: C5AWU5, propionyl-CoA carboxylase
#3: 化合物
ChemComp-COA / COENZYME A / CoA


分子量: 767.534 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H36N7O16P3S / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物
ChemComp-BTI / 5-(HEXAHYDRO-2-OXO-1H-THIENO[3,4-D]IMIDAZOL-6-YL)PENTANAL


分子量: 228.311 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N2O2S
#5: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1476 / 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

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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: glycolyl-CoA carboxylase with bound CoA / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量単位: MEGADALTONS / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Methylorubrum extorquens AM1 (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.8
試料包埋: 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 / 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 55 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
ID名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC4.1粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.1CTF補正
7UCSF ChimeraX1.6モデルフィッティング
9cryoSPARC4.1初期オイラー角割当
10cryoSPARC4.1最終オイラー角割当
11cryoSPARC4.1分類
12cryoSPARC4.1３次元再構成
13PHENIX1.20.1_4487:モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: D3 (2回x3回 2面回転対称)
3次元再構成解像度: 2.03 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 647870 / 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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