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- PDB-8xp1: Cryo-EM structure of the protomers of the C ring in the CW state -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8xp1
タイトルCryo-EM structure of the protomers of the C ring in the CW state
要素
  • Chemotaxis protein CheY
  • Flagellar M-ring protein
  • Flagellar motor switch protein FliG
  • Flagellar motor switch protein FliM
  • Flagellar motor switch protein FliN
キーワードMOTOR PROTEIN / Flagellum / Flagellar motor / C ring / CheY
機能・相同性
機能・相同性情報


archaeal or bacterial-type flagellum-dependent cell motility / bacterial-type flagellum basal body, MS ring / bacterial-type flagellum basal body / bacterial-type flagellum-dependent swarming motility / positive chemotaxis / phosphorelay signal transduction system / cytoskeletal motor activity / bacterial-type flagellum-dependent cell motility / chemotaxis / metal ion binding ...archaeal or bacterial-type flagellum-dependent cell motility / bacterial-type flagellum basal body, MS ring / bacterial-type flagellum basal body / bacterial-type flagellum-dependent swarming motility / positive chemotaxis / phosphorelay signal transduction system / cytoskeletal motor activity / bacterial-type flagellum-dependent cell motility / chemotaxis / metal ion binding / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Flagellar motor switch protein FliN, N-terminal / Flagellar motor switch protein FliN N-terminal / : / Flagellar motor switch FliN / Flagellar motor switch FliN/Type III secretion HrcQb / Flagellar motor switch protein FliM / Flagellar motor switch protein FliM / Flagellar motor switch protein FliG / Flagellar motor switch protein FliG, alpha-helical / Flagellar motor switch protein FliG, C-terminal ...Flagellar motor switch protein FliN, N-terminal / Flagellar motor switch protein FliN N-terminal / : / Flagellar motor switch FliN / Flagellar motor switch FliN/Type III secretion HrcQb / Flagellar motor switch protein FliM / Flagellar motor switch protein FliM / Flagellar motor switch protein FliG / Flagellar motor switch protein FliG, alpha-helical / Flagellar motor switch protein FliG, C-terminal / Flagellar motor switch protein FliG, N-terminal domain / Flagellar motor switch protein FliG, middle domain / FliG C-terminal domain / FliG middle domain / FliG N-terminal domain / CheC-like superfamily / Flagellar motor switch protein FliN-like, C-terminal domain / SpoA-like superfamily / Type III flagellar switch regulator (C-ring) FliN C-term / : / Flagellar M-ring protein FliF / Flagellar M-ring C-terminal / Flagellar M-ring protein C-terminal / Lipoprotein YscJ/Flagellar M-ring protein / Secretory protein of YscJ/FliF family / Flagellar M-ring , N-terminal / AMP-binding enzyme, C-terminal domain superfamily / Response regulator receiver domain / cheY-homologous receiver domain / Signal transduction response regulator, receiver domain / Response regulatory domain profile. / CheY-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Flagellar motor switch protein FliG / Chemotaxis protein CheY / Flagellar M-ring protein / Flagellar motor switch protein FliM / Flagellar motor switch protein FliN
類似検索 - 構成要素
生物種Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
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: 4.4 Å
データ登録者Tan, J.X. / Zhang, L. / Zhou, Y. / Zhu, Y.Q.
資金援助 中国, 3件
組織認可番号国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)81925024 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)U23A20163 中国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2017YFA0503900 中国
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2024
タイトル: Structural basis of the bacterial flagellar motor rotational switching.
著者: Jiaxing Tan / Ling Zhang / Xingtong Zhou / Siyu Han / Yan Zhou / Yongqun Zhu /
要旨: The bacterial flagellar motor is a huge bidirectional rotary nanomachine that drives rotation of the flagellum for bacterial motility. The cytoplasmic C ring of the flagellar motor functions as the ...The bacterial flagellar motor is a huge bidirectional rotary nanomachine that drives rotation of the flagellum for bacterial motility. The cytoplasmic C ring of the flagellar motor functions as the switch complex for the rotational direction switching from counterclockwise to clockwise. However, the structural basis of the rotational switching and how the C ring is assembled have long remained elusive. Here, we present two high-resolution cryo-electron microscopy structures of the C ring-containing flagellar basal body-hook complex from Salmonella Typhimurium, which are in the default counterclockwise state and in a constitutively active CheY mutant-induced clockwise state, respectively. In both complexes, the C ring consists of four subrings, but is in two different conformations. The CheY proteins are bound into an open groove between two adjacent protomers on the surface of the middle subring of the C ring and interact with the FliG and FliM subunits. The binding of the CheY protein induces a significant upward shift of the C ring towards the MS ring and inward movements of its protomers towards the motor center, which eventually remodels the structures of the FliG subunits and reverses the orientations and surface electrostatic potential of the α helices to trigger the counterclockwise-to-clockwise rotational switching. The conformational changes of the FliG subunits reveal that the stator units on the motor require a relocation process in the inner membrane during the rotational switching. This study provides unprecedented molecular insights into the rotational switching mechanism and a detailed overall structural view of the bacterial flagellar motors.
履歴
登録2024年1月2日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02024年9月4日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年3月26日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / em_admin / pdbx_entry_details
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
0: Flagellar motor switch protein FliN
C: Flagellar M-ring protein
S: Flagellar motor switch protein FliM
Z: Flagellar motor switch protein FliG
h: Chemotaxis protein CheY
o: Flagellar motor switch protein FliN
u: Flagellar motor switch protein FliN
AA: Flagellar motor switch protein FliN
D: Flagellar M-ring protein
T: Flagellar motor switch protein FliM
a: Flagellar motor switch protein FliG
i: Chemotaxis protein CheY
p: Flagellar motor switch protein FliN
v: Flagellar motor switch protein FliN
AB: Flagellar motor switch protein FliN
E: Flagellar M-ring protein
U: Flagellar motor switch protein FliM
b: Flagellar motor switch protein FliG
j: Chemotaxis protein CheY
q: Flagellar motor switch protein FliN
w: Flagellar motor switch protein FliN


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)584,01221
ポリマ－584,01221
非ポリマー00
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
Flagellar motor switch protein FliN


分子量: 14801.823 Da / 分子数: 9 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
参照: UniProt: P26419
#2: タンパク質 Flagellar M-ring protein


分子量: 61295.645 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
参照: UniProt: P15928
#3: タンパク質 Flagellar motor switch protein FliM


分子量: 37901.066 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
参照: UniProt: P26418
#4: タンパク質 Flagellar motor switch protein FliG


分子量: 36890.957 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
参照: UniProt: P0A1J9
#5: タンパク質 Chemotaxis protein CheY


分子量: 14177.512 Da / 分子数: 3 / Mutation: D13K, Y106W / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)
遺伝子: cheY, STM1916 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A2D5
Has protein modificationN

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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

-
試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1C ring-containing flagellar motor-hook complex in the CW stateCOMPLEXall0MULTIPLE SOURCES
2Constitutively active mutant of CheYCOMPLEX#51RECOMBINANT
3C ring-containing flagellar motor-hookCELL#1-#41NATURAL
分子量
IDEntity assembly-ID実験値
11NO
21NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)99287
32Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium str. LT2 (サルモネラ菌)99287
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
111.7 mMtris(hydroxymethyl)aminomethane hydrochlorideTris-HCl1
24.17 mMethylenediaminetetraacetic acidEDTA1
30.083 % v/voctylphenol ethoxylateTX-1001
425 mMsodium chlorideNaCl1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: This sample was prepared by incubating the C ring-containing flagellar motor-hook complex with the constitutively active mutant of CheY (CheY**)
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R0.6/1
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: 277.15 K
詳細: Blot time: 4 Blot force: 10 Wait time: 30 Blot total: 1 Drain time: 2

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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）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1200 nm / Cs: 2.7 mm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
電子光学装置エネルギーフィルター名称: TFS Selectris / エネルギーフィルタースリット幅: 10 eV

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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
1cryoSPARC4.1.1粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.1.1CTF補正
7UCSF Chimera1.17モデルフィッティング
8UCSF ChimeraX1.5モデルフィッティング
9Coot0.9.8.7モデルフィッティング
11cryoSPARC4.1.1初期オイラー角割当
12cryoSPARC4.1.1最終オイラー角割当
14cryoSPARC4.1.1３次元再構成
15PHENIX1.20.1_4487:モデル精密化
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: 46058 / 詳細: Particles were manually picked using cryoSPARC
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 4.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 956046 / 詳細: C34 symmetry-expanded particles / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER / 空間: REAL
原子モデル構築
ID 3D fitting-IDSource nameタイプAccession code
11AlphaFoldin silico model
21PDBexperimental model8XP0
31PDBexperimental model2FLW

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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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