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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8rke | ||||||||||||
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タイトル | Crystal structure of the complete N-terminal region of human ZP2 (hZP2-N1N2N3) | ||||||||||||
要素 | Zona pellucida sperm-binding protein 2 | ||||||||||||
キーワード | CELL ADHESION / fertilization / egg-sperm interaction / gamete recognition / sperm receptor / extracellular matrix / egg coat / zona pellucida / glycoprotein / N-glycan / structural protein / ZP-N domain / block to polyspermy / post-fertilization cleavage / ovastacin | ||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 structural constituent of egg coat / egg coat / acrosin binding / Interaction With Cumulus Cells And The Zona Pellucida / prevention of polyspermy / binding of sperm to zona pellucida / coreceptor activity / multivesicular body / collagen-containing extracellular matrix / endoplasmic reticulum ...structural constituent of egg coat / egg coat / acrosin binding / Interaction With Cumulus Cells And The Zona Pellucida / prevention of polyspermy / binding of sperm to zona pellucida / coreceptor activity / multivesicular body / collagen-containing extracellular matrix / endoplasmic reticulum / extracellular region / identical protein binding / plasma membrane 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | Homo sapiens (ヒト) | ||||||||||||
手法 | X線回折 / シンクロトロン / 単一同系置換・異常分散 / 解像度: 2.7 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Fahrenkamp, D. / de Sanctis, D. / Jovine, L. | ||||||||||||
資金援助 | スウェーデン, 3件
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引用 | ジャーナル: Cell / 年: 2024 タイトル: ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat. 著者: Shunsuke Nishio / Chihiro Emori / Benjamin Wiseman / Dirk Fahrenkamp / Elisa Dioguardi / Sara Zamora-Caballero / Marcel Bokhove / Ling Han / Alena Stsiapanava / Blanca Algarra / Yonggang Lu / ...著者: Shunsuke Nishio / Chihiro Emori / Benjamin Wiseman / Dirk Fahrenkamp / Elisa Dioguardi / Sara Zamora-Caballero / Marcel Bokhove / Ling Han / Alena Stsiapanava / Blanca Algarra / Yonggang Lu / Mayo Kodani / Rachel E Bainbridge / Kayla M Komondor / Anne E Carlson / Michael Landreh / Daniele de Sanctis / Shigeki Yasumasu / Masahito Ikawa / Luca Jovine / 要旨: Following the fertilization of an egg by a single sperm, the egg coat or zona pellucida (ZP) hardens and polyspermy is irreversibly blocked. These events are associated with the cleavage of the N- ...Following the fertilization of an egg by a single sperm, the egg coat or zona pellucida (ZP) hardens and polyspermy is irreversibly blocked. These events are associated with the cleavage of the N-terminal region (NTR) of glycoprotein ZP2, a major subunit of ZP filaments. ZP2 processing is thought to inactivate sperm binding to the ZP, but its molecular consequences and connection with ZP hardening are unknown. Biochemical and structural studies show that cleavage of ZP2 triggers its oligomerization. Moreover, the structure of a native vertebrate egg coat filament, combined with AlphaFold predictions of human ZP polymers, reveals that two protofilaments consisting of type I (ZP3) and type II (ZP1/ZP2/ZP4) components interlock into a left-handed double helix from which the NTRs of type II subunits protrude. Together, these data suggest that oligomerization of cleaved ZP2 NTRs extensively cross-links ZP filaments, rigidifying the egg coat and making it physically impenetrable to sperm. #1: ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 1980 タイトル: Synthesis of zona pellucida proteins by denuded and follicle-enclosed mouse oocytes during culture in vitro. 著者: Bleil, J.D. / Wassarman, P.M. #2: ジャーナル: Dev Biol / 年: 1981 タイトル: Mammalian sperm-egg interaction: fertilization of mouse eggs triggers modification of the major zona pellucida glycoprotein, ZP2. 著者: Bleil, J.D. / Beall, C.F. / Wassarman, P.M. #3: ジャーナル: Cell / 年: 1982 タイトル: Biosynthesis of the major zona pellucida glycoprotein secreted by oocytes during mammalian oogenesis. 著者: Greve, J.M. / Salzmann, G.S. / Roller, R.J. / Wassarman, P.M. #4: ジャーナル: Mol Cell Biol / 年: 1990 タイトル: Oocyte-specific expression of mouse Zp-2: developmental regulation of the zona pellucida genes. 著者: Liang, L.F. / Chamow, S.M. / Dean, J. #5: ジャーナル: Development / 年: 2001 タイトル: Defective zonae pellucidae in Zp2-null mice disrupt folliculogenesis, fertility and development. 著者: Rankin, T.L. / O'Brien, M. / Lee, E. / Wigglesworth, K. / Eppig, J. / Dean, J. #6: ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2003 タイトル: Structural characterization of native mouse zona pellucida proteins using mass spectrometry. 著者: Boja, E.S. / Hoodbhoy, T. / Fales, H.M. / Dean, J. #7: ジャーナル: Dev Cell / 年: 2003 タイトル: Fertility and taxon-specific sperm binding persist after replacement of mouse sperm receptors with human homologs. 著者: Rankin, T.L. / Coleman, J.S. / Epifano, O. / Hoodbhoy, T. / Turner, S.G. / Castle, P.E. / Lee, E. / Gore-Langton, R. / Dean, J. #8: ジャーナル: Nature / 年: 2008 タイトル: Crystal structure of the ZP-N domain of ZP3 reveals the core fold of animal egg coats. 著者: Monne, M. / Han, L. / Schwend, T. / Burendahl, S. / Jovine, L. #9: ジャーナル: Science / 年: 2010 タイトル: Gamete recognition in mice depends on the cleavage status of an egg's zona pellucida protein. 著者: Gahlay, G. / Gauthier, L. / Baibakov, B. / Epifano, O. / Dean, J. #10: ジャーナル: J Cell Biol / 年: 2012 タイトル: Human sperm bind to the N-terminal domain of ZP2 in humanized zonae pellucidae in transgenic mice. 著者: Baibakov, B. / Boggs, N.A. / Yauger, B. / Baibakov, G. / Dean, J. #11: ジャーナル: J Cell Biol / 年: 2014 タイトル: A single domain of the ZP2 zona pellucida protein mediates gamete recognition in mice and humans. 著者: Avella, M.A. / Baibakov, B. / Dean, J. #12: ジャーナル: Cell / 年: 2017 タイトル: Structural Basis of Egg Coat-Sperm Recognition at Fertilization. 著者: Raj, I. / Sadat Al Hosseini, H. / Dioguardi, E. / Nishimura, K. / Han, L. / Villa, A. / de Sanctis, D. / Jovine, L. #13: ジャーナル: Curr Top Dev Biol / 年: 2018 タイトル: Structure of Zona Pellucida Module Proteins. 著者: Marcel Bokhove / Luca Jovine / 要旨: The egg coat, an extracellular matrix made up of glycoprotein filaments, plays a key role in animal fertilization by acting as a gatekeeper for sperm. Egg coat components polymerize using a common ...The egg coat, an extracellular matrix made up of glycoprotein filaments, plays a key role in animal fertilization by acting as a gatekeeper for sperm. Egg coat components polymerize using a common zona pellucida (ZP) "domain" module that consists of two related immunoglobulin-like domains, called ZP-N and ZP-C. The ZP module has also been recognized in a large number of other secreted proteins with different biological functions, whose mutations are linked to severe human diseases. During the last decade, tremendous progress has been made toward understanding the atomic architecture of the ZP module and the structural basis of its polymerization. Moreover, sperm-binding regions at the N-terminus of mollusk and mammalian egg coat subunits were found to consist of domain repeats that also adopt a ZP-N fold. This discovery revealed an unexpected link between invertebrate and vertebrate fertilization and led to the first structure of an egg coat-sperm protein recognition complex. In this review we summarize these exciting findings, discuss their functional implications, and outline future challenges that must be addressed in order to develop a comprehensive view of this family of biomedically important extracellular molecules. | ||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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PDBx/mmCIF形式 | 8rke.cif.gz | 424.9 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb8rke.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 8rke.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
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文書・要旨 | 8rke_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 8rke_full_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | |
XML形式データ | 8rke_validation.xml.gz | 31.9 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 8rke_validation.cif.gz | 42.6 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/rk/8rke ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/rk/8rke | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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単位格子 |
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非結晶学的対称性 (NCS) | NCSドメイン:
NCSドメイン領域: Ens-ID: ens_1
NCS oper:
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-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 37325.816 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: Egg zona pellucida / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ZP2, ZPA / 器官: Ovary / プラスミド: pHLsec2 / 細胞株 (発現宿主): HEK293S / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q05996 #2: 多糖 | alpha-D-mannopyranose-(1-3)-alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D-mannopyranose-(1-3)]beta-D- ...alpha-D-mannopyranose-(1-3)-alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D-mannopyranose-(1-3)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose | #3: 多糖 | alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D- ...alpha-D-mannopyranose-(1-3)-[alpha-D-mannopyranose-(1-6)]alpha-D-mannopyranose-(1-6)-[alpha-D-mannopyranose-(1-3)]beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose | #4: 糖 | ChemComp-NAG / #5: 水 | ChemComp-HOH / | 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
-実験
実験 | 手法: X線回折 / 使用した結晶の数: 1 |
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-試料調製
結晶 | マシュー密度: 3.32 Å3/Da / 溶媒含有率: 63 % |
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結晶化 | 温度: 277 K / 手法: 蒸気拡散法 / pH: 6.5 詳細: 10% (w/v) PEG 4000, 0.1 M MES/imidazole pH 6.5, 0.1 M carboxylic acids (MD2-100-76, Molecular Dimensions), 20% (v/v) glycerol |
-データ収集
回折 | 平均測定温度: 100 K / Serial crystal experiment: N |
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放射光源 | 由来: シンクロトロン / サイト: BESSY / ビームライン: 14.1 / 波長: 0.9184 Å |
検出器 | タイプ: DECTRIS PILATUS 6M / 検出器: PIXEL / 日付: 2019年6月13日 |
放射 | プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray |
放射波長 | 波長: 0.9184 Å / 相対比: 1 |
反射 | 解像度: 2.7→21.92 Å / Num. obs: 40494 / % possible obs: 99.2 % / 冗長度: 6.9 % / Biso Wilson estimate: 79.73 Å2 / CC1/2: 1 / CC star: 1 / Rmerge(I) obs: 0.082 / Rpim(I) all: 0.034 / Rrim(I) all: 0.089 / Net I/σ(I): 15.7 |
反射 シェル | 解像度: 2.7→2.8 Å / 冗長度: 6.4 % / Rmerge(I) obs: 2.152 / Mean I/σ(I) obs: 0.9 / Num. unique obs: 3976 / CC1/2: 0.51 / CC star: 0.82 / Rpim(I) all: 0.916 / Rrim(I) all: 2.345 / % possible all: 98 |
-解析
ソフトウェア |
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精密化 | 構造決定の手法: 単一同系置換・異常分散 / 解像度: 2.7→21.92 Å / SU ML: 0.4875 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.34 / 位相誤差: 33.5379 立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
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溶媒の処理 | 減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å / 溶媒モデル: FLAT BULK SOLVENT MODEL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子変位パラメータ | Biso mean: 117.85 Å2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
精密化ステップ | サイクル: LAST / 解像度: 2.7→21.92 Å
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拘束条件 |
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Refine LS restraints NCS |
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LS精密化 シェル |
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精密化 TLS | 手法: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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精密化 TLSグループ |
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