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- PDB-8rbf: CryoEM structure of the post-powerstroke actomyosin-5a complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8rbf
タイトルCryoEM structure of the post-powerstroke actomyosin-5a complex
要素
  • Actin, alpha skeletal muscle
  • Unconventional myosin-Va
キーワードMOTOR PROTEIN / Myosin / Actin / Actomyosin / Primed actomyosin
機能・相同性
機能・相同性情報


establishment of endoplasmic reticulum localization to postsynapse / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / melanosome localization / endoplasmic reticulum localization / locomotion involved in locomotory behavior / melanin metabolic process / vesicle transport along actin filament / unconventional myosin complex / insulin-responsive compartment / developmental pigmentation ...establishment of endoplasmic reticulum localization to postsynapse / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / melanosome localization / endoplasmic reticulum localization / locomotion involved in locomotory behavior / melanin metabolic process / vesicle transport along actin filament / unconventional myosin complex / insulin-responsive compartment / developmental pigmentation / secretory granule localization / Regulation of MITF-M-dependent genes involved in pigmentation / actin filament-based movement / Regulation of actin dynamics for phagocytic cup formation / hair follicle maturation / melanin biosynthetic process / melanocyte differentiation / melanosome transport / actomyosin / myosin complex / intermediate filament / odontogenesis / long-chain fatty acid biosynthetic process / insulin secretion / cytoskeletal motor activator activity / microfilament motor activity / myosin heavy chain binding / pigmentation / tropomyosin binding / actin filament bundle / troponin I binding / filamentous actin / exocytosis / mesenchyme migration / smooth endoplasmic reticulum / cytoskeletal motor activity / actin filament bundle assembly / skeletal muscle myofibril / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / actin monomer binding / photoreceptor outer segment / skeletal muscle fiber development / stress fiber / vesicle-mediated transport / titin binding / actin filament polymerization / myelination / visual perception / secretory granule / protein localization to plasma membrane / actin filament / filopodium / synapse organization / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / small GTPase binding / cellular response to insulin stimulus / calcium-dependent protein binding / disordered domain specific binding / melanosome / lamellipodium / actin binding / cell body / chemical synaptic transmission / calmodulin binding / hydrolase activity / postsynapse / protein domain specific binding / neuronal cell body / calcium ion binding / positive regulation of gene expression / glutamatergic synapse / magnesium ion binding / Golgi apparatus / ATP hydrolysis activity / ATP binding / identical protein binding / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Myosin 5a, cargo-binding domain / Class V myosin, motor domain / Dilute domain / DIL domain / Dilute domain profile. / DIL / IQ calmodulin-binding motif / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. ...Myosin 5a, cargo-binding domain / Class V myosin, motor domain / Dilute domain / DIL domain / Dilute domain profile. / DIL / IQ calmodulin-binding motif / Myosin, N-terminal, SH3-like / Myosin N-terminal SH3-like domain profile. / Short calmodulin-binding motif containing conserved Ile and Gln residues. / IQ motif, EF-hand binding site / Myosin head, motor domain / Myosin head (motor domain) / Myosin motor domain profile. / Myosin. Large ATPases. / IQ motif profile. / Kinesin motor domain superfamily / Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / Actin, alpha skeletal muscle / Unconventional myosin-Va
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
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: 4.2 Å
データ登録者Klebl, D.P. / McMillan, S.N. / Risi, C. / Forgacs, E. / Virok, B. / Atherton, J.L. / Stofella, M. / Winkelmann, D.A. / Sobott, F. / Galkin, V.E. ...Klebl, D.P. / McMillan, S.N. / Risi, C. / Forgacs, E. / Virok, B. / Atherton, J.L. / Stofella, M. / Winkelmann, D.A. / Sobott, F. / Galkin, V.E. / Knight, P.J. / Muench, S.P. / Scarff, C.A. / White, H.D.
資金援助 英国, 米国, 5件
組織認可番号国
Wellcome Trust 英国
Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) 英国
American Heart Association 米国
Medical Research Council (MRC, United Kingdom) 英国
British Heart Foundation 英国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Swinging lever mechanism of myosin directly shown by time-resolved cryo-EM.
著者: David P Klebl / Sean N McMillan / Cristina Risi / Eva Forgacs / Betty Virok / Jennifer L Atherton / Sarah A Harris / Michele Stofella / Donald A Winkelmann / Frank Sobott / Vitold E Galkin / ...著者: David P Klebl / Sean N McMillan / Cristina Risi / Eva Forgacs / Betty Virok / Jennifer L Atherton / Sarah A Harris / Michele Stofella / Donald A Winkelmann / Frank Sobott / Vitold E Galkin / Peter J Knight / Stephen P Muench / Charlotte A Scarff / Howard D White /
要旨: Myosins produce force and movement in cells through interactions with F-actin. Generation of movement is thought to arise through actin-catalysed conversion of myosin from an ATP-generated primed ...Myosins produce force and movement in cells through interactions with F-actin. Generation of movement is thought to arise through actin-catalysed conversion of myosin from an ATP-generated primed (pre-powerstroke) state to a post-powerstroke state, accompanied by myosin lever swing. However, the initial, primed actomyosin state has never been observed, and the mechanism by which actin catalyses myosin ATPase activity is unclear. Here, to address these issues, we performed time-resolved cryogenic electron microscopy (cryo-EM) of a myosin-5 mutant having slow hydrolysis product release. Primed actomyosin was predominantly captured 10 ms after mixing primed myosin with F-actin, whereas post-powerstroke actomyosin predominated at 120 ms, with no abundant intermediate states detected. For detailed interpretation, cryo-EM maps were fitted with pseudo-atomic models. Small but critical changes accompany the primed motor binding to actin through its lower 50-kDa subdomain, with the actin-binding cleft open and phosphate release prohibited. Amino-terminal actin interactions with myosin promote rotation of the upper 50-kDa subdomain, closing the actin-binding cleft, and enabling phosphate release. The formation of interactions between the upper 50-kDa subdomain and actin creates the strong-binding interface needed for effective force production. The myosin-5 lever swings through 93°, predominantly along the actin axis, with little twisting. The magnitude of lever swing matches the typical step length of myosin-5 along actin. These time-resolved structures demonstrate the swinging lever mechanism, elucidate structural transitions of the power stroke, and resolve decades of conjecture on how myosins generate movement.
履歴
登録2023年12月4日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年12月11日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年4月23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_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.22025年6月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update

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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: Unconventional myosin-Va
B: Actin, alpha skeletal muscle
C: Actin, alpha skeletal muscle
D: Actin, alpha skeletal muscle
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)214,81212
ポリマ－213,0064
非ポリマー1,8068
水00
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 Unconventional myosin-Va / Dilute myosin heavy chain / non-muscle


分子量: 87340.102 Da / 分子数: 1 / 変異: S217A, Deletion DDEK 594-597 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Myo5a, Dilute / 発現宿主: Santiria sp. sf9 (植物) / 参照: UniProt: Q99104
#2: タンパク質 Actin, alpha skeletal muscle / Alpha-actin-1


分子量: 41888.652 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Oryctolagus cuniculus (ウサギ)
参照: UniProt: P68135, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
#3: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物
ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
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: FILAMENT / 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
ID名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1Post-powerstroke actomyosin-5a complexCOMPLEXF-actin was mixed with myosin-5a (S1 1 IQ motif, residues 1-797, S217A, DDEK 594-597 deletion) that had been pre-incubated with ATP, and vitrified at 120 ms post-mixing#1-#20MULTIPLE SOURCES
2Unconventional myosin-5aCOMPLEX#11RECOMBINANT
3F-actinCOMPLEX#21NATURAL
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
11Mus musculus (ハツカネズミ)10090
22Oryctolagus cuniculus (ウサギ)9986
由来(組換発現)生物種: Santiria sp. sf9 (植物)
緩衝液pH: 7
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
10.25 mMadenosine triphosphateATP1
210 mM3-(N-morpholino)propanesulfonic acidMOPS1
338 mMPotassium acetateKAc1
425 mMPotassium chlorideKCl1
52 mMMagnesium chlorideMgCl21
60.1 mMEGTAEGTA1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Actin-myosin mixture comprising 13 uM myosin (pre-mixed with ATP) and 13 uM actin vitrified a t120 ms post-mixing
試料支持詳細: 300 mesh copper grids with copper nano-wires (SPT Labtech)
グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 60 % / 凍結前の試料温度: 293 K
詳細: F-actin was mixed with myosin-5a (S1 1 IQ motif, residues 1-797, S217A, DDEK 594-597 deletion) that had been pre-incubated with ATP, and vitrified at 120 ms post-mixing

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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）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 4100 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2000 nm
撮影平均露光時間: 7 sec. / 電子線照射量: 56.1 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 3 / 実像数: 4976

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解析

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: 431867
3次元再構成解像度: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 94093 / 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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