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- PDB-9cu1: Azotobacter vinelandii filamentous 2:2:1 MoFeP:FeP:FeSII-Complex ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9cu1
タイトルAzotobacter vinelandii filamentous 2:2:1 MoFeP:FeP:FeSII-Complex (termini; C1 symmetry)
要素
  • (Nitrogenase molybdenum-iron protein ...) x 2
  • (Protein FeSII) x 2
  • Nitrogenase iron protein 1
キーワードMETAL BINDING PROTEIN / Nitrogenase / FeMoCo / nitrogen / P-cluster
機能・相同性
機能・相同性情報


molybdenum-iron nitrogenase complex / nitrogenase / nitrogenase activity / nitrogen fixation / iron-sulfur cluster binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / ATP binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Nitrogenase iron protein NifH / NifH/frxC family / NifH/chlL conserved site / 4Fe-4S iron sulfur cluster binding proteins, NifH/frxC family / NifH/frxC family signature 2. / NifH/frxC family signature 1. / NIFH_FRXC family profile. / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain, N-terminal / Domain of unknown function (DUF3364) / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain ...Nitrogenase iron protein NifH / NifH/frxC family / NifH/chlL conserved site / 4Fe-4S iron sulfur cluster binding proteins, NifH/frxC family / NifH/frxC family signature 2. / NifH/frxC family signature 1. / NIFH_FRXC family profile. / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain, N-terminal / Domain of unknown function (DUF3364) / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Nitrogenase component 1, alpha chain / Nitrogenase component 1, conserved site / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 2. / Nitrogenases component 1 alpha and beta subunits signature 1. / Nitrogenase/oxidoreductase, component 1 / : / Nitrogenase component 1 type Oxidoreductase / 2Fe-2S ferredoxin, iron-sulphur binding site / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / 2Fe-2S iron-sulfur cluster binding domain / Beta-grasp domain superfamily / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 2Fe-2S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain / 2Fe-2S ferredoxin-like superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / FE(8)-S(7) CLUSTER / : / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / 3-HYDROXY-3-CARBOXY-ADIPIC ACID / Chem-ICS / IRON/SULFUR CLUSTER / Nitrogenase iron protein 1 / Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Protein FeSII
類似検索 - 構成要素
生物種Azotobacter vinelandii (窒素固定)
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: 2.83 Å
データ登録者Narehood, S.M. / Cook, B.D. / Srisantitham, S. / Eng, V.H. / Shiau, A. / Britt, R.D. / Herzik, M.A. / Tezcan, F.A.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)5R01GM148607-02 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)5R35GM138206 米国
Other privateSearle Scholars
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Structural basis for the conformational protection of nitrogenase from O.
著者: Sarah M Narehood / Brian D Cook / Suppachai Srisantitham / Vanessa H Eng / Angela A Shiau / Kelly L McGuire / R David Britt / Mark A Herzik / F Akif Tezcan /
要旨: The low reduction potentials required for the reduction of dinitrogen (N) render metal-based nitrogen-fixation catalysts vulnerable to irreversible damage by dioxygen (O). Such O sensitivity ...The low reduction potentials required for the reduction of dinitrogen (N) render metal-based nitrogen-fixation catalysts vulnerable to irreversible damage by dioxygen (O). Such O sensitivity represents a major conundrum for the enzyme nitrogenase, as a large fraction of nitrogen-fixing organisms are either obligate aerobes or closely associated with O-respiring organisms to support the high energy demand of catalytic N reduction. To counter O damage to nitrogenase, diazotrophs use O scavengers, exploit compartmentalization or maintain high respiration rates to minimize intracellular O concentrations. A last line of damage control is provided by the 'conformational protection' mechanism, in which a [2Fe:2S] ferredoxin-family protein termed FeSII (ref. ) is activated under O stress to form an O-resistant complex with the nitrogenase component proteins. Despite previous insights, the molecular basis for the conformational O protection of nitrogenase and the mechanism of FeSII activation are not understood. Here we report the structural characterization of the Azotobacter vinelandii FeSII-nitrogenase complex by cryo-electron microscopy. Our studies reveal a core complex consisting of two molybdenum-iron proteins (MoFePs), two iron proteins (FePs) and one FeSII homodimer, which polymerize into extended filaments. In this three-protein complex, FeSII mediates an extensive network of interactions with MoFeP and FeP to position their iron-sulphur clusters in catalytically inactive but O-protected states. The architecture of the FeSII-nitrogenase complex is confirmed by solution studies, which further indicate that the activation of FeSII involves an oxidation-induced conformational change.
履歴
登録2024年7月25日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年1月15日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年1月22日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name / _em_admin.last_update
改定 1.22025年2月5日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _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: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
B: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
C: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
D: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
E: Nitrogenase iron protein 1
F: Nitrogenase iron protein 1
G: Protein FeSII
H: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
I: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
J: Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain
K: Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain
L: Nitrogenase iron protein 1
M: Nitrogenase iron protein 1
N: Protein FeSII
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)622,14342
ポリマ－612,39914
非ポリマー9,74428
水19,3841076
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

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Nitrogenase molybdenum-iron protein ... , 2種, 8分子 ACHJBDIK

#1: タンパク質
Nitrogenase molybdenum-iron protein alpha chain / Dinitrogenase / Nitrogenase component I


分子量: 55363.043 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii (窒素固定) / 参照: UniProt: P07328, nitrogenase
#2: タンパク質
Nitrogenase molybdenum-iron protein beta chain / Dinitrogenase / Nitrogenase component I


分子量: 59535.879 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii (窒素固定) / 参照: UniProt: P07329, nitrogenase

-
タンパク質 , 3種, 6分子 EFLMGN

#3: タンパク質
Nitrogenase iron protein 1 / Nitrogenase Fe protein 1 / Nitrogenase component II / Nitrogenase reductase


分子量: 31548.240 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Azotobacter vinelandii (窒素固定) / 参照: UniProt: P00459, nitrogenase
#4: タンパク質 Protein FeSII / FeSII / Shethna protein FeSII


分子量: 13289.330 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Azotobacter vinelandii (窒素固定)
遺伝子: fesII / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q44501
#5: タンパク質 Protein FeSII / FeSII / Shethna protein FeSII


分子量: 13321.374 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Azotobacter vinelandii (窒素固定)
遺伝子: fesII / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q44501

-
非ポリマー , 9種, 1104分子

#6: 化合物
ChemComp-HCA / 3-HYDROXY-3-CARBOXY-ADIPIC ACID / (2R)-2-ヒドロキシ-1,2,4-ブタントリカルボン酸


分子量: 206.150 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C7H10O7 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物
ChemComp-ICS / iron-sulfur-molybdenum cluster with interstitial carbon


分子量: 787.451 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: CFe7MoS9 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#8: 化合物
ChemComp-CLF / FE(8)-S(7) CLUSTER


分子量: 671.215 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe8S7 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物
ChemComp-FE / FE (III) ION


分子量: 55.845 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#10: 化合物
ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#11: 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 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#12: 化合物 ChemComp-SF4 / IRON/SULFUR CLUSTER


分子量: 351.640 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe4S4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#13: 化合物 ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#14: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1076 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
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

構成要素名称: Azotobacter vinelandii filamentous 2:2:1 MoFeP:FeP:FeSII-Complex (termini; C1 symmetry)
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: NATURAL
分子量値: 0.626 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Azotobacter vinelandii (窒素固定)
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTrisC4H11NO31
225 mMSodium ChlorideNaCl1
35 mMSodium DithioniteNa2S2O41
45 mMMagnesium chlorideMgCl21
55 mMAdenosine triphosphateC10H16N5O13P31
試料濃度: 2.5 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: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil
急速凍結装置: SPOTITON / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 75 % / 凍結前の試料温度: 298.15 K / 詳細: Samples were frozen with the SPT Labtech chameleon

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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: TFS 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）: 165000 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）: 750 nm / Cs: 2.7 mm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 5 sec. / 電子線照射量: 60 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 3 / 実像数: 8049
電子光学装置エネルギーフィルター名称: TFS Selectris X / エネルギーフィルタースリット幅: 10 eV
画像スキャン横: 4096 / 縦: 4096

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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
1cryoSPARC粒子像選択
2EPU2画像取得
4cryoSPARCCTF補正
7PHENIXモデルフィッティング
9cryoSPARC初期オイラー角割当
10cryoSPARC最終オイラー角割当
12cryoSPARC３次元再構成
13PHENIX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: 866869
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.83 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 30209 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 29.1 / プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 7UT7

7ut7


Accession code: 7UT7 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00343409
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.54558824
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.215913
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0436295
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0047554

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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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