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万見
- PDB-9bc8: Cargo-loaded Myxococcus xanthus EncA encapsulin engineered pore m... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9bc8
タイトルCargo-loaded Myxococcus xanthus EncA encapsulin engineered pore mutant with T=4 icosahedral symmetry
要素
  • Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
  • Type 1 encapsulin shell protein EncA
キーワードVIRUS LIKE PARTICLE / encapsulin / nanocompartment / pore mutant
機能・相同性
機能・相同性情報


encapsulin nanocompartment / iron ion transport / intracellular iron ion homeostasis / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
: / EncFtn-like / Type 1 encapsulin shell protein / Encapsulating protein for peroxidase / : / Ferritin-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC / Type 1 encapsulin shell protein EncA
類似検索 - 構成要素
生物種Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)
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: 3.46 Å
データ登録者Andreas, M.P. / Kwon, S. / Giessen, T.W.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM133325-05 米国
引用ジャーナル: ACS Nano / 年: 2024
タイトル: Pore Engineering as a General Strategy to Improve Protein-Based Enzyme Nanoreactor Performance.
著者: Seokmu Kwon / Michael P Andreas / Tobias W Giessen /
要旨: Enzyme nanoreactors are nanoscale compartments consisting of encapsulated enzymes and a selectively permeable barrier. Sequestration and colocalization of enzymes can increase catalytic activity, ...Enzyme nanoreactors are nanoscale compartments consisting of encapsulated enzymes and a selectively permeable barrier. Sequestration and colocalization of enzymes can increase catalytic activity, stability, and longevity, highly desirable features for many biotechnological and biomedical applications of enzyme catalysts. One promising strategy to construct enzyme nanoreactors is to repurpose protein nanocages found in nature. However, protein-based enzyme nanoreactors often exhibit decreased catalytic activity, partially caused by a mismatch of protein shell selectivity and the substrate requirements of encapsulated enzymes. No broadly applicable and modular protein-based nanoreactor platform is currently available. Here, we introduce a pore-engineered universal enzyme nanoreactor platform based on encapsulins-microbial self-assembling protein nanocompartments with programmable and selective enzyme packaging capabilities. We structurally characterize our protein shell designs via cryo-electron microscopy and highlight their polymorphic nature. Through fluorescence polarization assays, we show their improved molecular flux behavior and highlight their expanded substrate range via a number of proof-of-concept enzyme nanoreactor designs. This work lays the foundation for utilizing our encapsulin-based nanoreactor platform for diverse future biotechnological and biomedical applications.
履歴
登録2024年4月8日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年10月30日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Type 1 encapsulin shell protein EncA
B: Type 1 encapsulin shell protein EncA
C: Type 1 encapsulin shell protein EncA
D: Type 1 encapsulin shell protein EncA
E: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
F: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
G: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
H: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)129,2678
ポリマ－129,2678
非ポリマー00
水00
1
A: Type 1 encapsulin shell protein EncA
B: Type 1 encapsulin shell protein EncA
C: Type 1 encapsulin shell protein EncA
D: Type 1 encapsulin shell protein EncA
E: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
F: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
G: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
H: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
x 60


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)7,756,008480
ポリマ－7,756,008480
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
point symmetry operation59
2


  • 登録構造と同一
  • icosahedral asymmetric unit
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
3
A: Type 1 encapsulin shell protein EncA
B: Type 1 encapsulin shell protein EncA
C: Type 1 encapsulin shell protein EncA
D: Type 1 encapsulin shell protein EncA
E: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
F: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
G: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
H: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
x 5


  • icosahedral pentamer
  • 646 kDa, 40 ポリマー
分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)646,33440
ポリマ－646,33440
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
point symmetry operation4
4
A: Type 1 encapsulin shell protein EncA
B: Type 1 encapsulin shell protein EncA
C: Type 1 encapsulin shell protein EncA
D: Type 1 encapsulin shell protein EncA
E: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
F: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
G: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
H: Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC
x 6


  • icosahedral 23 hexamer
  • 776 kDa, 48 ポリマー
分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)775,60148
ポリマ－775,60148
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
point symmetry operation5
5


  • 登録構造と同一（異なる座標系）
  • icosahedral asymmetric unit, std point frame
タイプ名称対称操作数
transform to point frame1
対称性点対称性: (シェーンフリース記号: I (正20面体型対称))

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要素

#1: タンパク質
Type 1 encapsulin shell protein EncA / Cargo-loaded Myxococcus xanthus EncA encapsulin engineered pore mutant with T=3 icosahedral symmetry


分子量: 30901.014 Da / 分子数: 4 / 変異: I203G, Y204G / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: del(205-210)
由来: (組換発現) Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)
遺伝子: encA, MXAN_3556 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q1D6H4
#2: タンパク質・ペプチド
Encapsulin nanocompartment cargo protein EncC / SNAP-tag-targeting peptide cargo protein


分子量: 1415.685 Da / 分子数: 4
Fragment: C-terminal targeting peptide (UNP residues 119-130)
由来タイプ: 組換発現
詳細: C-terminal targeting peptide of a SNAP-Tag-targeting peptide cargo protein.
由来: (組換発現) Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)
遺伝子: encC, MXAN_4464 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q1D3Y8
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

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cargo-loaded Myxococcus xanthus EncA encapsulin engineered pore mutant with T=4 icosahedral symmetryCOMPLEXall0RECOMBINANT
2Myxococcus xanthus EncA encapsulin engineered pore mutant with T=4 icosahedral symmetryCOMPLEX#11RECOMBINANT
3SNAP-tag-targeting peptide cargo proteinCOMPLEX#22RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
117.4 MDaYES
217.4 MDaYES
33
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)246197
32Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)246197
43Myxococcus xanthus DK 1622 (バクテリア)246197
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
32Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
43Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 150 mM NaCl, 20 mM Tris pH 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMsodium chlorideNaCl1
220 mMtris(hydroxymethyl)aminomethaneC4H11NO31
試料濃度: 4.1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: Glow discharge was performed under vacuum at 5 mA for 60 seconds.
グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 295 K
詳細: Blot force: 20 Blot time: 4 seconds Wait time: 0 seconds

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TECNAI ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 45000 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）: 1000 nm
撮影平均露光時間: 6 sec. / 電子線照射量: 39.56 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 706
画像スキャン横: 3710 / 縦: 3838 / 動画フレーム数/画像: 30

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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詳細
1cryoSPARC4.10.0粒子像選択Template Picker
2Leginon画像取得
4cryoSPARC4.10.0CTF補正Patch CTF Estimation
7UCSF ChimeraX1.2.5モデルフィッティング
9Coot0.9.8.1モデル精密化
10PHENIX1.20.1-4487-000モデル精密化
11cryoSPARC4.10.0初期オイラー角割当
12cryoSPARC4.10.0最終オイラー角割当
14cryoSPARC4.10.0３次元再構成Homogeneous Refinement
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: 37600
対称性点対称性: I (正20面体型対称)
3次元再構成解像度: 3.46 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 4386
詳細: Homogeneous refinement was performed against the intial ab-initio map using I symmetry, per-particle defocus optimization, per-group CTF parameterization, and Ewald sphere correction.
対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 60.6 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: cross-correlation coefficient
詳細: ChimeraX v1.2.5 was first used to place the starting model (PDB: 7S4Q) in the cryo-EM map by using the fit in map command. The model was then manually refined using Coot v 0.9.8.1, followed ...詳細: ChimeraX v1.2.5 was first used to place the starting model (PDB: 7S4Q) in the cryo-EM map by using the fit in map command. The model was then manually refined using Coot v 0.9.8.1, followed by iterative real-space refinements in Phenix v1.20.1-4487-000. BioMT operators were identified from the cryo-EM map using map_symmetry command in Phenix then applied to the model using the apply_ncs command to assemble the complete shell. Real-space refinement was repeated in Phenix with NCS constraints applied. The BioMT operators were then identified using find_ncs command in Phenix and applied to the header of a protomer of the NCS-refined model.
原子モデル構築PDB-ID: 7S4Q

7s4q


Accession code: 7S4Q / Source name: PDB / タイプ: experimental model

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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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