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- PDB-8utp: KIF1A[1-393] - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a mi... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8utp
タイトルKIF1A[1-393] - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a microtubule - class T3L1
要素
  • Kinesin-like protein KIF1A
  • Tubulin alpha-1B chain
  • Tubulin beta-2B chain
キーワードMOTOR PROTEIN / KIF1A / kinesin / motility / microtubule / tubulin
機能・相同性
機能・相同性情報


neuronal dense core vesicle membrane / plus-end-directed kinesin ATPase / dense core granule cytoskeletal transport / anterograde neuronal dense core vesicle transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / regulation of dendritic spine development / regulation of dendritic spine morphogenesis / anterograde axonal transport / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Resolution of Sister Chromatid Cohesion ...neuronal dense core vesicle membrane / plus-end-directed kinesin ATPase / dense core granule cytoskeletal transport / anterograde neuronal dense core vesicle transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / regulation of dendritic spine development / regulation of dendritic spine morphogenesis / anterograde axonal transport / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / Hedgehog 'off' state / Cilium Assembly / Intraflagellar transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / Mitotic Prometaphase / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / RHOH GTPase cycle / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Kinesins / PKR-mediated signaling / Separation of Sister Chromatids / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / Aggrephagy / plus-end-directed microtubule motor activity / Kinesins / RHO GTPases activate IQGAPs / RHO GTPases Activate Formins / kinesin complex / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / MHC class II antigen presentation / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / COPI-mediated anterograde transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / neuronal dense core vesicle / cytoskeletal motor activity / microtubule-based process / vesicle-mediated transport / axon cytoplasm / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / mitotic cell cycle / microtubule cytoskeleton / microtubule binding / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / axon / GTPase activity / synapse / dendrite / GTP binding / perinuclear region of cytoplasm / ATP hydrolysis activity / ATP binding / metal ion binding / identical protein binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / : / Kinesin-like KIF1-type / Kinesin protein 1B / Kinesin-like / Kinesin protein / Kinesin-associated / Kinesin-associated / Forkhead associated domain / Forkhead-associated (FHA) domain profile. ...: / : / Kinesin-like KIF1-type / Kinesin protein 1B / Kinesin-like / Kinesin protein / Kinesin-associated / Kinesin-associated / Forkhead associated domain / Forkhead-associated (FHA) domain profile. / FHA domain / Forkhead-associated (FHA) domain / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / SMAD/FHA domain superfamily / PH domain / Kinesin motor domain superfamily / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Alpha tubulin / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / PH domain profile. / Pleckstrin homology domain. / Pleckstrin homology domain / PH-like domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / TAXOL / Tubulin beta chain / Kinesin-like protein KIF1A / Tubulin alpha-1B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Sus scrofa (ブタ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Benoit, M.P.M.H. / Rao, L. / Asenjo, A.B. / Gennerich, A. / Sosa, H.
資金援助 米国, 6件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM113164 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM098469 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01NS114636 米国
Simons FoundationSF349247 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM103310 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)OD019994 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM unveils kinesin KIF1A's processivity mechanism and the impact of its pathogenic variant P305L.
著者: Matthieu P M H Benoit / Lu Rao / Ana B Asenjo / Arne Gennerich / Hernando Sosa /
要旨: Mutations in the microtubule-associated motor protein KIF1A lead to severe neurological conditions known as KIF1A-associated neurological disorders (KAND). Despite insights into its molecular ...Mutations in the microtubule-associated motor protein KIF1A lead to severe neurological conditions known as KIF1A-associated neurological disorders (KAND). Despite insights into its molecular mechanism, high-resolution structures of KIF1A-microtubule complexes remain undefined. Here, we present 2.7-3.5 Å resolution structures of dimeric microtubule-bound KIF1A, including the pathogenic P305L mutant, across various nucleotide states. Our structures reveal that KIF1A binds microtubules in one- and two-heads-bound configurations, with both heads exhibiting distinct conformations with tight inter-head connection. Notably, KIF1A's class-specific loop 12 (K-loop) forms electrostatic interactions with the C-terminal tails of both α- and β-tubulin. The P305L mutation does not disrupt these interactions but alters loop-12's conformation, impairing strong microtubule-binding. Structure-function analysis reveals the K-loop and head-head coordination as major determinants of KIF1A's superprocessive motility. Our findings advance the understanding of KIF1A's molecular mechanism and provide a basis for developing structure-guided therapeutics against KAND.
履歴
登録2023年10月31日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年6月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年7月31日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _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
K: Kinesin-like protein KIF1A
N: Kinesin-like protein KIF1A
A: Tubulin alpha-1B chain
B: Tubulin beta-2B chain
E: Tubulin alpha-1B chain
I: Tubulin beta-2B chain
S: Tubulin alpha-1B chain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)354,46320
ポリマ－349,1907
非ポリマー5,27313
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 3種, 7分子 KNAESBI

#1: タンパク質 Kinesin-like protein KIF1A / Axonal transporter of synaptic vesicles / Microtubule-based motor KIF1A / Unc-104- and KIF1A- ...Axonal transporter of synaptic vesicles / Microtubule-based motor KIF1A / Unc-104- and KIF1A-related protein / hUnc-104


分子量: 49288.438 Da / 分子数: 2 / 断片: residues 1-393 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: "linker" residues are comprised of a leucine zipper based on S. cerevisiae GCN4, which is followed by the C-terminal strep-tag
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: KIF1A, ATSV, C2orf20 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q12756
#2: タンパク質 Tubulin alpha-1B chain / Alpha-tubulin ubiquitous / Tubulin K-alpha-1 / Tubulin alpha-ubiquitous chain


分子量: 50204.445 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: Q2XVP4
#3: タンパク質 Tubulin beta-2B chain


分子量: 49999.887 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Sus scrofa (ブタ) / 参照: UniProt: A0A287AGU7

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非ポリマー , 5種, 13分子

#4: 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
#5: 化合物 ChemComp-ANP / PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP


分子量: 506.196 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N6O12P3
コメント: AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM
#6: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP


分子量: 523.180 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#7: 化合物 ChemComp-GDP / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP


タイプ: RNA linking / 分子量: 443.201 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O11P2 / コメント: GDP, エネルギー貯蔵分子*YM
#8: 化合物 ChemComp-TA1 / TAXOL / パクリタキセル


分子量: 853.906 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C47H51NO14 / コメント: 薬剤, 化学療法薬*YM

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詳細

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: FILAMENT / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素名称: KIF1A - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a microtubule - class T3LS
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量実験値: NO
緩衝液pH: 6.8
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
180 mMK-PIPES1
220 uMPaclitaxel1
35 mMMagnesium chloride1
41 mMEGTA1
54 mMAMP-PNP1
試料包埋: 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 / グリッドのタイプ: UltrAuFoil
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）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 50.22 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

-
解析

画像処理
IDImage recording-ID
11
21
CTF補正
IDEM image processing-IDタイプ
11PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
22PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
らせん対称
IDImage processing-ID回転角度/サブユニット (°)軸方向距離/サブユニット (Å)らせん対称軸の対称性
11168.095.6C1
21168.095.6C1
31168.095.6C1
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51168.095.6C1
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81168.095.6C1
91168.095.6C1
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111168.095.6C1
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191168.095.6C1
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862168.095.6C1
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882168.095.6C1
892168.095.6C1
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912168.095.6C1
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932168.095.6C1
942168.095.6C1
952168.095.6C1
962168.095.6C1
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982168.095.6C1
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1012168.095.6C1
1022168.095.6C1
1032168.095.6C1
1042168.095.6C1
1052168.095.6C1
1062168.095.6C1
1072168.095.6C1
1082168.095.6C1
1092168.095.6C1
1102168.095.6C1
1112168.095.6C1
1122168.095.6C1
1132168.095.6C1
1142168.095.6C1
1152168.095.6C1
1162168.095.6C1
1172168.095.6C1
1182168.095.6C1
1192168.095.6C1
1202168.095.6C1
1212168.095.6C1
1222168.095.6C1
1232168.095.6C1
1242168.095.6C1
1252168.095.6C1
1262168.095.6C1
1272168.095.6C1
1282168.095.6C1
3次元再構成

Entry-ID: 8UTP / 粒子像の数: 89711 / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 対称性のタイプ: HELICAL

ID解像度 (Å)Image processing-ID詳細
13.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
23.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED
33.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
43.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
53.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
63.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED
73.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
83.21NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
93.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
103.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED
113.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
123.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
133.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
143.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED
153.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
163.22NUMBER OF ASYMMETRIC UNITS USED IS REPORTED IN "NUMBER OF SEGMENTS USED", DUE TO THE LOCAL PROCESSING STRATEGY EMPLOYED.
精密化最高解像度: 3.2 Å

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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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