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- PDB-9div: The crystal structure of de novo designed ChuA binding protein C8 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9div
タイトルThe crystal structure of de novo designed ChuA binding protein C8
要素De novo designed ChuA binding protein C8
キーワードTRANSPORT PROTEIN / TonB-dependent transporter / ChuA / Heme / Hemoglobin / Outer-membrane / de novo designed protein / binding protein
生物種synthetic construct (人工物)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 2.46 Å
データ登録者Fox, D. / Grinter, R.
資金援助 オーストラリア, 2件
組織認可番号国
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)APP1197376 オーストラリア
Australian Research Council (ARC)LE200100045, LE120100090 オーストラリア
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Inhibiting heme piracy by pathogenic Escherichia coli using de novo-designed proteins.
著者: Daniel R Fox / Kazem Asadollahi / Imogen Samuels / Bradley A Spicer / Ashleigh Kropp / Christopher J Lupton / Kevin Lim / Chunxiao Wang / Hari Venugopal / Marija Dramicanin / Gavin J Knott / Rhys Grinter /
要旨: Iron is an essential nutrient for most bacteria and is often growth-limiting during infection, due to the host sequestering free iron as part of the innate immune response. To obtain the iron ...Iron is an essential nutrient for most bacteria and is often growth-limiting during infection, due to the host sequestering free iron as part of the innate immune response. To obtain the iron required for growth, many bacterial pathogens encode transporters capable of extracting the iron-containing cofactor heme directly from host proteins. Pathogenic E. coli and Shigella spp. produce the outer membrane transporter ChuA, which binds host hemoglobin and extracts its heme cofactor, before importing heme into the cell. Heme extraction by ChuA is a dynamic process, with the transporter capable of rapidly extracting heme from hemoglobin in the absence of an external energy source, without forming a stable ChuA-hemoglobin complex. In this work, we utilise a combination of structural modelling, Cryo-EM, X-ray crystallography, mutagenesis, and phenotypic analysis to understand the mechanistic detail of this process. Based on this understanding we utilise artificial intelligence-based protein design to create binders capable of inhibiting E. coli growth by blocking hemoglobin binding to ChuA. By screening a limited number of these designs, we identify several binders that inhibit E. coli growth at low nanomolar concentrations, without experimental optimisation. We determine the structure of a subset of these binders, alone and in complex with ChuA, demonstrating that they closely match the computational design. This work demonstrates the utility of de novo-designed proteins for inhibiting bacterial nutrient uptake and uses a workflow that could be applied to integral membrane proteins in other organisms.
履歴
登録2024年9月6日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年5月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年7月23日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID

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構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

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集合体

登録構造単位
A: De novo designed ChuA binding protein C8
B: De novo designed ChuA binding protein C8
C: De novo designed ChuA binding protein C8
D: De novo designed ChuA binding protein C8
E: De novo designed ChuA binding protein C8
F: De novo designed ChuA binding protein C8
G: De novo designed ChuA binding protein C8
H: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)122,7098
ポリマ－122,7098
非ポリマー00
水181
1
A: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
2
B: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水181
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
3
C: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
4
D: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
5
E: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
6
F: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
7
G: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
8
H: De novo designed ChuA binding protein C8


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)15,3391
ポリマ－15,3391
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
単位格子
Length a, b, c (Å)85.366, 110.300, 127.338
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 90.00, 90.00
Int Tables number19
Space group name H-MP212121

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要素

#1: タンパク質
De novo designed ChuA binding protein C8


分子量: 15338.574 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): C41 D3
#2: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
Has protein modificationN

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実験情報

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実験

実験手法: X線回折 / 使用した結晶の数: 1

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試料調製

結晶マシュー密度: 2.44 Å3/Da / 溶媒含有率: 49.65 %
結晶化温度: 293 K / 手法: 蒸気拡散法, シッティングドロップ法 / pH: 8.5 / 詳細: 0.2M Na Acet, 0.1M Tris, 30% w/v PEG 4K

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データ収集

回折平均測定温度: 100 K / Serial crystal experiment: N
放射光源由来: シンクロトロン / サイト: Australian Synchrotron / ビームライン: MX2 / 波長: 0.987 Å
検出器タイプ: DECTRIS EIGER R 4M / 検出器: PIXEL / 日付: 2018年9月18日
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長波長: 0.987 Å / 相対比: 1
反射解像度: 2.46→46.32 Å / Num. obs: 44074 / % possible obs: 99.4 % / 冗長度: 6.7 % / CC1/2: 0.997 / Rmerge(I) obs: 0.179 / Rpim(I) all: 0.113 / Net I/σ(I): 5.7
反射 シェル解像度: 2.46→2.55 Å / 冗長度: 6.4 % / Rmerge(I) obs: 1.478 / Mean I/σ(I) obs: 0.8 / Num. unique obs: 4383 / CC1/2: 0.648 / Rpim(I) all: 0.946 / Χ2: 0.44 / % possible all: 95

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX(1.20.1_4487: ???)精密化
XDSデータ削減
Aimlessデータスケーリング
PHENIX位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換 / 解像度: 2.46→46.32 Å / SU ML: 0.42 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.34 / 位相誤差: 39.96 / 立体化学のターゲット値: ML
Rfactor反射数%反射
Rfree0.3242 2153 4.91 %
Rwork0.3006 --
obs0.3018 43839 99.17 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.1 Å / 溶媒モデル: FLAT BULK SOLVENT MODEL
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 2.46→46.32 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数7524 0 0 1 7525
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
X-RAY DIFFRACTIONf_bond_d0.0077573
X-RAY DIFFRACTIONf_angle_d1.19810213
X-RAY DIFFRACTIONf_dihedral_angle_d4.3181083
X-RAY DIFFRACTIONf_chiral_restr0.0511274
X-RAY DIFFRACTIONf_plane_restr0.0081296
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
2.46-2.520.4571360.40942557X-RAY DIFFRACTION93
2.52-2.580.37241290.36782787X-RAY DIFFRACTION100
2.58-2.650.33671470.33212739X-RAY DIFFRACTION100
2.65-2.730.36151520.3282743X-RAY DIFFRACTION100
2.73-2.820.32551330.33622786X-RAY DIFFRACTION100
2.82-2.920.39121370.33472781X-RAY DIFFRACTION100
2.92-3.040.35971610.32572741X-RAY DIFFRACTION100
3.04-3.180.33761530.31962762X-RAY DIFFRACTION100
3.18-3.340.34591410.31782776X-RAY DIFFRACTION100
3.34-3.550.32811400.30442798X-RAY DIFFRACTION100
3.55-3.830.33821510.27762783X-RAY DIFFRACTION100
3.83-4.210.31081300.25792828X-RAY DIFFRACTION100
4.21-4.820.27821550.27042802X-RAY DIFFRACTION99
4.82-6.070.33891600.32942858X-RAY DIFFRACTION100
6.07-46.320.25541280.27412945X-RAY DIFFRACTION98
精密化 TLS手法: refined / Origin x: 26.9987 Å / Origin y: -13.6091 Å / Origin z: -17.8164 Å
111213212223313233
T0.4108 Å20.0461 Å2-0.0007 Å2-0.3934 Å20.0252 Å2--0.4079 Å2
L0.1873 °20.0874 °20.1684 °2-0.2957 °20.2866 °2--0.3659 °2
S-0.0429 Å °0.0079 Å °0.0352 Å °-0.0029 Å °-0.013 Å °0.0622 Å °-0.0864 Å °-0.1093 Å °0.0429 Å °
精密化 TLSグループSelection details: all

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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)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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