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- PDB-9ck5: Anthoceros agrestis Rubisco assembled with RbcX1, RbcX2, Raf1, Ra... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9ck5
タイトルAnthoceros agrestis Rubisco assembled with RbcX1, RbcX2, Raf1, Raf2 and BSD2
要素
  • RuBisCO large subunit
  • RuBisCO small subunit
キーワードPHOTOSYNTHESIS / Anthoceros agrestis rubisco
機能・相同性2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE
機能・相同性情報
生物種Anthoceros agrestis (植物)
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 Å
データ登録者Ang, W.S.L. / Oh, Z.G. / Li, F.W. / Gunn, L.H.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB2213840 米国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB2213841 米国
引用ジャーナル: Mol Plant / 年: 2024
タイトル: Unique biogenesis and kinetics of hornwort Rubiscos revealed by synthetic biology systems.
著者: Zhen Guo Oh / Tanner Ashton Robison / Dan Hong Loh / Warren Shou Leong Ang / Jediael Zheng Ying Ng / Fay-Wei Li / Laura Helen Gunn /
要旨: Hornworts are the only land plants that employ a pyrenoid to optimize Rubisco's CO fixation, yet hornwort Rubisco remains poorly characterized. Here we assembled the hornwort Anthoceros agrestis ...Hornworts are the only land plants that employ a pyrenoid to optimize Rubisco's CO fixation, yet hornwort Rubisco remains poorly characterized. Here we assembled the hornwort Anthoceros agrestis Rubisco (AaRubisco) using the Arabidopsis thaliana SynBio expression system and observed the formation of stalled intermediates, prompting us to develop a new SynBio system with A. agrestis cognate chaperones. We successfully assembled AaRubisco and Rubisco from three other hornwort species. Unlike A. thaliana Rubisco, AaRubisco assembly is not dependent on RbcX or Raf2. Kinetic characterization reveals that hornwort Rubiscos exhibit a range of catalytic rates (3-10 s), but with similar affinity (∼30 μM) and specificity (∼70) for CO. These results suggest that hornwort Rubiscos do not comply with the long-held canonical catalytic trade-off observed in other land plants, providing experimental support that Rubisco kinetics may be phylogenetically constrained. Unexpectedly, we observed a 50% increase in AaRubisco catalytic rates when RbcX was removed from our SynBio system, without any reduction in specificity. Structural biology, biochemistry, and proteomic analysis suggest that subtle differences in Rubisco large-subunit interactions, when RbcX is absent during biogenesis, increases the accessibility of active sites and catalytic turnover rate. Collectively, this study uncovered a previously unknown Rubisco kinetic parameter space and provides a SynBio chassis to expand the survey of other Rubisco kinetics. Our discoveries will contribute to developing new approaches for engineering Rubisco with superior kinetics.
履歴
登録2024年7月8日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年11月13日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年11月20日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.22024年12月11日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.name / _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
A: RuBisCO large subunit
B: RuBisCO large subunit
C: RuBisCO large subunit
D: RuBisCO large subunit
E: RuBisCO large subunit
F: RuBisCO large subunit
G: RuBisCO large subunit
H: RuBisCO large subunit
I: RuBisCO small subunit
J: RuBisCO small subunit
K: RuBisCO small subunit
L: RuBisCO small subunit
M: RuBisCO small subunit
N: RuBisCO small subunit
O: RuBisCO small subunit
P: RuBisCO small subunit
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)543,97732
ポリマ－540,93316
非ポリマー3,04316
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質
RuBisCO large subunit


分子量: 52908.777 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Anthoceros agrestis (植物) / 遺伝子: rbcL / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: ribulose-bisphosphate carboxylase
#2: タンパク質
RuBisCO small subunit


分子量: 14707.910 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Anthoceros agrestis (植物) / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
#3: 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: 8 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 糖
ChemComp-CAP / 2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE / 2-カルボキシ-D-アラビニト-ル1,5-ビスりん酸


タイプ: saccharide / 分子量: 356.115 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 合成 / 式: C6H14O13P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
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: Rubisco assembled hexadecamer / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.54 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Anthoceros agrestis (植物)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
緩衝液pH: 8 / 詳細: 20 mM Tris pH 8.0 50 mM NaCl
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTrisC4H11NO31
250 mMSodium chlorideNaCl1
試料濃度: 0.5 mg/ml / 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: 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: 277 K

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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 TALOS 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）: 63000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / アライメント法: BASIC
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影平均露光時間: 4.8 sec. / 電子線照射量: 65 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1
詳細: Images were collected over 50 movie frames in super resolution mode

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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
2PHENIX1.20.1_4487:モデル精密化
3EPU画像取得
13cryoSPARC３次元再構成
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: 761107
対称性点対称性: D4 (2回x4回 2面回転対称)
3次元再構成解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 87259 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 1GK8

1gk8


PDB chain-ID: all / Accession code: 1GK8 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00338016
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.5551608
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d5.8715256
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0445432
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0056728

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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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