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- PDB-9duv: Cryo-EM structure of recombinant R254H ACTA1 phalloidin-stabilize... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9duv
タイトルCryo-EM structure of recombinant R254H ACTA1 phalloidin-stabilized F-actin
要素
  • Actin, alpha skeletal muscle
  • phalloidin
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / Actin / cardiomyopathy / contractility / muscle / sarcomere
機能・相同性
機能・相同性情報


Formation of the dystrophin-glycoprotein complex (DGC) / Striated Muscle Contraction / myosin binding / mesenchyme migration / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / skeletal muscle fiber development / stress fiber / muscle contraction / sarcomere ...Formation of the dystrophin-glycoprotein complex (DGC) / Striated Muscle Contraction / myosin binding / mesenchyme migration / striated muscle thin filament / skeletal muscle thin filament assembly / skeletal muscle fiber development / stress fiber / muscle contraction / sarcomere / actin filament / filopodium / ADP binding / structural constituent of cytoskeleton / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / actin cytoskeleton / lamellipodium / cell body / blood microparticle / hydrolase activity / positive regulation of gene expression / extracellular space / extracellular exosome / ATP binding / cytosol
類似検索 - 分子機能
Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / Actin / Actin family / Actin / ATPase, nucleotide binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / Actin, alpha skeletal muscle
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.3 Å
データ登録者Garg, A. / Greenberg, M.J. / Zhang, R.
資金援助 米国, フランス, 16件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL007081 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL007227 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL173569 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM138448 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM138854 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL141086 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL141086 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL138466 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL139714 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL151078 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)HL161185 米国
Leducq Foundation20CVD02 フランス
Burroughs Wellcome Fund1014782 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalCH-II-2015-462 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalCH-II-2017-628 米国
Childrens Discovery Institute of Washington University and St. Louis Childrens HospitalPM-LI-2019-829 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2024
タイトル: Dilated cardiomyopathy-associated skeletal muscle actin (ACTA1) mutation R256H disrupts actin structure and function and causes cardiomyocyte hypocontractility.
著者: Ankit Garg / Silvia Jansen / Lina Greenberg / Rui Zhang / Kory J Lavine / Michael J Greenberg /
要旨: Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with ...Skeletal muscle actin (ACTA1) mutations are a prevalent cause of skeletal myopathies consistent with ACTA1's high expression in skeletal muscle. Rare de novo mutations in ACTA1 associated with combined cardiac and skeletal myopathies have been reported, but ACTA1 represents only ~20% of the total actin pool in cardiomyocytes, making its role in cardiomyopathy controversial. Here we demonstrate how a mutation in an actin isoform expressed at low levels in cardiomyocytes can cause cardiomyopathy by focusing on a unique ACTA1 variant, R256H. We previously identified this variant in a family with dilated cardiomyopathy, who had reduced systolic function without clinical skeletal myopathy. Using a battery of multiscale biophysical tools, we show that R256H has potent effects on ACTA1 function at the molecular scale and in human cardiomyocytes. Importantly, we demonstrate that R256H acts in a dominant manner, where the incorporation of small amounts of mutant protein into thin filaments is sufficient to disrupt molecular contractility, and that this effect is dependent on the presence of troponin and tropomyosin. To understand the structural basis of this change in regulation, we resolved a structure of R256H filaments using cryoelectron microscopy, and we see alterations in actin's structure that have the potential to disrupt interactions with tropomyosin. Finally, we show that human-induced pluripotent stem cell cardiomyocytes demonstrate reduced contractility and sarcomeric organization. Taken together, we demonstrate that R256H has multiple effects on ACTA1 function that are sufficient to cause reduced contractility and establish a likely causative relationship between ACTA1 R256H and clinical cardiomyopathy.
履歴
登録2024年10月4日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年10月23日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年12月11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_ASTM / _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 / _citation_author.identifier_ORCID / _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: Actin, alpha skeletal muscle
B: Actin, alpha skeletal muscle
C: Actin, alpha skeletal muscle
D: Actin, alpha skeletal muscle
E: Actin, alpha skeletal muscle
F: Actin, alpha skeletal muscle
M: phalloidin
N: phalloidin
O: phalloidin
P: phalloidin
Q: phalloidin
R: phalloidin
S: phalloidin
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)259,51125
ポリマ－256,80213
非ポリマー2,70912
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
Actin, alpha skeletal muscle / Alpha-actin-1


分子量: 41856.582 Da / 分子数: 6 / 変異: R254H / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: ACTA1, ACTA
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P68133, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
#2: タンパク質・ペプチド
phalloidin


分子量: 808.899 Da / 分子数: 7 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Amanita phalloides (タマゴテングタケ)
#3: 化合物
ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP


分子量: 427.201 Da / 分子数: 6 / 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
#4: 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: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / 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: HELICAL ARRAY / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cryo-EM structure of recombinant R256H ACTA1 phalloidin-stabilized F-actinCOMPLEX#1-#20MULTIPLE SOURCES
2R256H ACTA1 F-actinCOMPLEX#11RECOMBINANT
3phalloidinCOMPLEX#21SYNTHETIC
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Homo sapiens (ヒト)9606
33Amanita phalloides (タマゴテングタケ)67723
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
緩衝液pH: 7
詳細: 25 mM KCl, 2 mM EGTA, 60 mM MOPS (pH7), 1 mM DTT, and 4 mM MgCl2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
125 mMpotassium chlorideKCl1
22 mMEGTAC14H24N2O101
360 mMMOPSC7H15NO4S1
41 mMDTTC4H10O2S21
54 mMmagnesium chlorideMgCl21
試料包埋: 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: PELCO Ultrathin Carbon with Lacey Carbon
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS GLACIOS
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）: 120000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
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: 11.63 sec. / 電子線照射量: 55.3 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
実像数: 2593

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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
1cryoSPARC3.4粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC3.4CTF補正
7Coot0.9.8.92モデルフィッティング
9cryoSPARC3.4初期オイラー角割当
10cryoSPARC3.4最終オイラー角割当
11cryoSPARC3.4分類
12cryoSPARC3.4３次元再構成
13PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
らせん対称回転角度/サブユニット: -167.181 ° / 軸方向距離/サブユニット: 27.557 Å / らせん対称軸の対称性: C1
粒子像の選択詳細: Actin filaments were automatically picked from the micrographs using template based 'Filament tracer' in CryoSPARC
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 810328 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: RECIPROCAL
原子モデル構築PDB-ID: 6T1Y

6t1y


Accession code: 6T1Y / 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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