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- PDB-8wlz: Cryo-EM structure of the WIV1 S-hACE2 complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8wlz
タイトルCryo-EM structure of the WIV1 S-hACE2 complex
要素
  • Processed angiotensin-converting enzyme 2
  • Spike glycoprotein,Fibritin
キーワードVIRAL PROTEIN/HYDROLASE / spike / VIRAL PROTEIN-HYDROLASE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of amino acid transport / angiotensin-converting enzyme 2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / positive regulation of gap junction assembly / tryptophan transport / regulation of cardiac conduction / maternal process involved in female pregnancy ...positive regulation of amino acid transport / angiotensin-converting enzyme 2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / positive regulation of gap junction assembly / tryptophan transport / regulation of cardiac conduction / maternal process involved in female pregnancy / peptidyl-dipeptidase activity / regulation of vasoconstriction / transporter activator activity / Metabolism of Angiotensinogen to Angiotensins / carboxypeptidase activity / angiotensin maturation / Attachment and Entry / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / metallocarboxypeptidase activity / viral life cycle / positive regulation of cardiac muscle contraction / regulation of cytokine production / blood vessel diameter maintenance / negative regulation of smooth muscle cell proliferation / brush border membrane / negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade / endocytic vesicle membrane / positive regulation of reactive oxygen species metabolic process / metallopeptidase activity / regulation of cell population proliferation / virus receptor activity / regulation of inflammatory response / endopeptidase activity / viral translation / Potential therapeutics for SARS / Induction of Cell-Cell Fusion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / membrane fusion / Attachment and Entry / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated virion attachment to host cell / cilium / apical plasma membrane / membrane raft / endocytosis involved in viral entry into host cell / endoplasmic reticulum lumen / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / symbiont entry into host cell / host cell plasma membrane / virion membrane / cell surface / negative regulation of transcription by RNA polymerase II / extracellular space / extracellular exosome / extracellular region / zinc ion binding / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV / Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Collectrin-like domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / Angiotensin-converting enzyme / Peptidase family M2 domain profile. / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV / Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Collectrin-like domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / Angiotensin-converting enzyme / Peptidase family M2 domain profile. / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Fibritin / Angiotensin-converting enzyme 2 / Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Bat SARS-like coronavirus WIV1 (ウイルス)
Enterobacteria phage T6 (ファージ)
Homo sapiens (ヒト)
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: 4.45 Å
データ登録者Wang, X. / Qiao, S.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: J Virol / 年: 2024
タイトル: Structural determinants of spike infectivity in bat SARS-like coronaviruses RsSHC014 and WIV1.
著者: Shuyuan Qiao / Xinquan Wang /
要旨: The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently ...The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently circulating in bat populations, are poised for human emergence. The trimeric spike (S) glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a critical role in cross-species transmission and infection. Here, we determined the cryo-electron microscopy (EM) structures of the RsSHC014 S protein in the closed state at 2.9 Å, the WIV1 S protein in the closed state at 2.8 Å, and the intermediate state at 4.0 Å. In the intermediate state, one receptor-binding domain (RBD) is in the "down" position, while the other two RBDs exhibit poor density. We also resolved the complex structure of the WIV1 S protein bound to human ACE2 (hACE2) at 4.5 Å, which provides structural basis for the future emergence of WIV1 in humans. Through biochemical experiments, we found that despite strong binding affinities between the RBDs and both human and civet ACE2, the pseudoviruses of RsSHC014, but not WIV1, failed to infect 293T cells overexpressing either human or civet ACE2. Mutagenesis analysis revealed that the Y623H substitution, located in the SD2 region, significantly improved the cell entry efficiency of RsSHC014 pseudoviruses, which is likely accomplished by promoting the open conformation of spike glycoproteins. Our findings emphasize the necessity of both efficient RBD lifting and tight RBD-hACE2 binding for viral infection and underscore the significance of the 623 site of the spike glycoprotein for the infectivity of bat SARS-like CoVs.
IMPORTANCE: The bat SARS-like CoVs RsSHC014 and WIV1 can use hACE2 for cell entry without further adaptation, indicating their potential risk of emergence in human populations. The S glycoprotein, ...IMPORTANCE: The bat SARS-like CoVs RsSHC014 and WIV1 can use hACE2 for cell entry without further adaptation, indicating their potential risk of emergence in human populations. The S glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a crucial role in cross-species transmission and infection. In this study, we determined the cryo-EM structures of the S glycoproteins of RsSHC014 and WIV1. Detailed comparisons revealed dynamic structural variations within spike proteins. We also elucidated the complex structure of WIV1 S-hACE2, providing structural evidence for the potential emergence of WIV1 in humans. Although RsSHC014 and WIV1 had similar hACE2-binding affinities, they exhibited distinct pseudovirus cell entry behavior. Through mutagenesis and cryo-EM analysis, we revealed that besides the structural variations, the 623 site in the SD2 region is another important structural determinant of spike infectivity.
履歴
登録2023年10月1日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBC
改定 1.02024年7月17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 / citation_author / em_admin
Item: _citation.page_first / _citation.page_last ..._citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.22024年9月4日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin / Item: _citation.journal_volume / _em_admin.last_update
改定 1.32024年11月13日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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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: Spike glycoprotein,Fibritin
B: Spike glycoprotein,Fibritin
C: Spike glycoprotein,Fibritin
D: Processed angiotensin-converting enzyme 2
G: Processed angiotensin-converting enzyme 2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)574,13042
ポリマ－562,2085
非ポリマー11,92237
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

#1: タンパク質 Spike glycoprotein,Fibritin / S glycoprotein / E2 / Peplomer protein / Phage neck whiskers protein


分子量: 140747.688 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Bat SARS-like coronavirus WIV1 (ウイルス), (組換発現) Enterobacteria phage T6 (ファージ)
遺伝子: S, wac, EcT6_00157 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: U5WI05, UniProt: A0A346FJN8
#2: タンパク質 Processed angiotensin-converting enzyme 2


分子量: 69982.562 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ACE2, UNQ868/PRO1885 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9BYF1
#3: 多糖
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 13 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}LINUCSPDB-CARE
#4: 多糖 beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta- ...beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 586.542 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DManpb1-4DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/2,3,2/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O][a1122h-1b_1-5]/1-1-2/a4-b1_b4-c1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-Manp]{}}}LINUCSPDB-CARE
#5: 糖...
ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 21 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
研究の焦点であるリガンドがあるかN
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: 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: WIV1 S-hACE2 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Bat SARS-like coronavirus WIV1 (ウイルス)1415852
31Homo sapiens (ヒト)9606
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.2
試料濃度: 0.3 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）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1500 nm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 4.45 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 31293 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00536380
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.72349507
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.1995073
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0475625
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0066372

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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)

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  • 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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