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- PDB-9j03: Cyro-EM Structure of Human TLR4/MD-2/DLAM1 Complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9j03
タイトルCyro-EM Structure of Human TLR4/MD-2/DLAM1 Complex
要素
  • Lymphocyte antigen 96
  • Toll-like receptor 4
キーワードIMMUNE SYSTEM / Innate immune system / Toll-like receptors / TLR4 agonist / Vaccine adjuvants / Disaccharide-based Lipid A Mimetics
機能・相同性
機能・相同性情報


detection of fungus / nitric oxide production involved in inflammatory response / MHC class II biosynthetic process / positive regulation of cellular response to macrophage colony-stimulating factor stimulus / lipopolysaccharide immune receptor activity / positive regulation of nucleotide-binding oligomerization domain containing 1 signaling pathway / positive regulation of matrix metallopeptidase secretion / Toll-like receptor 4 binding / lipopolysaccharide receptor complex / detection of lipopolysaccharide ...detection of fungus / nitric oxide production involved in inflammatory response / MHC class II biosynthetic process / positive regulation of cellular response to macrophage colony-stimulating factor stimulus / lipopolysaccharide immune receptor activity / positive regulation of nucleotide-binding oligomerization domain containing 1 signaling pathway / positive regulation of matrix metallopeptidase secretion / Toll-like receptor 4 binding / lipopolysaccharide receptor complex / detection of lipopolysaccharide / regulation of dendritic cell cytokine production / MyD88-independent TLR4 cascade / I-kappaB phosphorylation / negative regulation of interleukin-23 production / TRIF-mediated programmed cell death / cellular response to oxidised low-density lipoprotein particle stimulus / wound healing involved in inflammatory response / B cell proliferation involved in immune response / positive regulation of nucleotide-binding oligomerization domain containing 2 signaling pathway / nucleotide-binding oligomerization domain containing 1 signaling pathway / Caspase activation via Death Receptors in the presence of ligand / Toll Like Receptor 4 (TLR4) Cascade / positive regulation of stress-activated MAPK cascade / intestinal epithelial structure maintenance / positive regulation of interleukin-1 production / macrophage activation / Regulation of TLR by endogenous ligand / TRIF-dependent toll-like receptor signaling pathway / astrocyte development / microglia differentiation / NAD+ nucleosidase activity, cyclic ADP-ribose generating / nucleotide-binding oligomerization domain containing 2 signaling pathway / positive regulation of MHC class II biosynthetic process / positive regulation of macrophage activation / positive regulation of platelet activation / positive regulation of lipopolysaccharide-mediated signaling pathway / negative regulation of interleukin-17 production / positive regulation of cytokine production involved in inflammatory response / MyD88 deficiency (TLR2/4) / positive regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway / positive regulation of chemokine (C-X-C motif) ligand 2 production / negative regulation of cold-induced thermogenesis / IRAK4 deficiency (TLR2/4) / positive regulation of macrophage cytokine production / MyD88-dependent toll-like receptor signaling pathway / MyD88:MAL(TIRAP) cascade initiated on plasma membrane / T-helper 1 type immune response / toll-like receptor 4 signaling pathway / toll-like receptor signaling pathway / positive regulation of smooth muscle cell migration / positive regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / positive regulation of NLRP3 inflammasome complex assembly / RSV-host interactions / negative regulation of osteoclast differentiation / cellular response to lipoteichoic acid / negative regulation of interleukin-6 production / positive regulation of interferon-alpha production / negative regulation of type II interferon production / Respiratory syncytial virus (RSV) attachment and entry / positive regulation of interleukin-10 production / negative regulation of tumor necrosis factor production / phagocytic cup / phagocytosis / stress-activated MAPK cascade / positive regulation of chemokine production / ruffle / JNK cascade / cellular response to platelet-derived growth factor stimulus / positive regulation of B cell proliferation / nitric oxide biosynthetic process / positive regulation of interleukin-12 production / Regulation of TBK1, IKKε (IKBKE)-mediated activation of IRF3, IRF7 / ERK1 and ERK2 cascade / positive regulation of MAP kinase activity / IRAK2 mediated activation of TAK1 complex upon TLR7/8 or 9 stimulation / TRAF6-mediated induction of TAK1 complex within TLR4 complex / positive regulation of interferon-beta production / lipopolysaccharide-mediated signaling pathway / Activation of IRF3, IRF7 mediated by TBK1, IKKε (IKBKE) / positive regulation of interleukin-1 beta production / IKK complex recruitment mediated by RIP1 / positive regulation of interleukin-8 production / positive regulation of smooth muscle cell proliferation / positive regulation of JNK cascade / lipopolysaccharide binding / Heme signaling / positive regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade / cellular response to type II interferon / positive regulation of interleukin-6 production / positive regulation of type II interferon production / cellular response to mechanical stimulus / positive regulation of inflammatory response / cellular response to amyloid-beta / positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity / positive regulation of tumor necrosis factor production / positive regulation of nitric oxide biosynthetic process / transmembrane signaling receptor activity / signaling receptor activity / amyloid-beta binding
類似検索 - 分子機能
Lymphocyte antigen 96 / ML domain / MD-2-related lipid-recognition domain / Domain involved in innate immunity and lipid metabolism. / Toll-like receptor / Leucine rich repeat 4 / Leucine Rich repeats (2 copies) / TIR domain / Leucine Rich repeat / Cysteine-rich flanking region, C-terminal ...Lymphocyte antigen 96 / ML domain / MD-2-related lipid-recognition domain / Domain involved in innate immunity and lipid metabolism. / Toll-like receptor / Leucine rich repeat 4 / Leucine Rich repeats (2 copies) / TIR domain / Leucine Rich repeat / Cysteine-rich flanking region, C-terminal / Leucine rich repeat C-terminal domain / Toll - interleukin 1 - resistance / TIR domain profile. / Leucine-rich repeat, SDS22-like subfamily / Toll/interleukin-1 receptor homology (TIR) domain / Toll/interleukin-1 receptor homology (TIR) domain superfamily / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily / Leucine-rich repeat profile. / Leucine-rich repeat / Leucine-rich repeat domain superfamily / Immunoglobulin E-set
類似検索 - ドメイン・相同性
(3R)-3-(dodecanoyloxy)tetradecanoic acid / Chem-GP4 / : / Lymphocyte antigen 96 / Toll-like receptor 4
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 2.7 Å
データ登録者Fu, Y. / Kim, H. / Zamyatina, A. / Kim, H.M.
資金援助1件
組織認可番号国
Other government
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Structural insight into TLR4/MD-2 activation by synthetic LPS mimetics with distinct binding modes.
著者: Yaoyao Fu / Hyojin Kim / Dong Sun Lee / Ah-Reum Han / Holger Heine / Alla Zamyatina / Ho Min Kim /
要旨: The mammalian pattern-recognition receptor TLR4/MD-2 (Toll-like receptor 4/myeloid differentiation factor-2) can be activated by a wide variety of pathogen-associated and endogenous molecules, with ...The mammalian pattern-recognition receptor TLR4/MD-2 (Toll-like receptor 4/myeloid differentiation factor-2) can be activated by a wide variety of pathogen-associated and endogenous molecules, with Gram-negative bacterial lipopolysaccharide (LPS) being the primary natural TLR4 agonist. Activation of TLR4 triggers cellular signaling that enables the beneficial innate immune responses and enhances adaptive immunity, thereby emphasizing the potential of TLR4 agonists for the management of diseases with an immunopathological background and for use as vaccine adjuvants. Given the challenges associated with LPS-derived products, including structural complexity, heterogeneity, toxicity, and species specificity, synthetic molecules targeting TLR4/MD-2 offer a promising alternative. Here, we elucidate the structural basis for the recognition of synthetic LPS-mimicking glycolipids, Disaccharide Lipid A Mimetics (DLAMs), by human and mouse TLR4/MD-2 through cryo-EM structures of six dimeric [TLR4/MD-2/ligand] complexes resolved at 2.2-3.1 Å. We reveal that the specific binding modes of DLAMs, distinct from those of LPS, are essential for the species-independent TLR4 agonistic activity. DLAMs function as a molecular bridge, effectively induce the dimerization of TLR4/MD-2 complexes through specific carbohydrate structure-relevant ligand-protein interactions. Our findings reveal the distinct molecular modes of TLR4 activation, and provide a structural basis for the rationale design and development of innovative, highly potent TLR4-targeting immunotherapeutics and adjuvants.
履歴
登録2024年8月2日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02025年5月14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
C: Lymphocyte antigen 96
D: Lymphocyte antigen 96
B: Toll-like receptor 4
A: Toll-like receptor 4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)178,68026
ポリマ－170,4494
非ポリマー8,23122
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

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タンパク質 , 2種, 4分子 CDBA

#1: タンパク質 Lymphocyte antigen 96


分子量: 16385.941 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: LY96 / Cell (発現宿主): High Five / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: B3Y6A6
#2: タンパク質 Toll-like receptor 4


分子量: 68838.328 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: TLR4 / Cell (発現宿主): High Five / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: O00206

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糖 , 6種, 16分子

#3: 多糖 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}LINUCSPDB-CARE
#4: 多糖 beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta- ...beta-D-mannopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 586.542 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
記述子タイププログラム
DManpb1-4DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/2,3,2/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O][a1122h-1b_1-5]/1-1-2/a4-b1_b4-c1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-Manp]{}}}LINUCSPDB-CARE
#5: 多糖 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2- ...2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 627.594 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,3,2/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1-1/a4-b1_b4-c1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}}LINUCSPDB-CARE
#7: 糖
ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE / N-アセチル-β-D-グルコサミン


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
#8: 糖 ChemComp-GP4 / 2-amino-2-deoxy-4-O-phosphono-alpha-D-glucopyranose / GLUCOSAMINE 4-PHOSPHATE / N-acetyl-4-O-phosphono-alpha-D-glucosamine / 2-amino-2-deoxy-4-O-phosphono-alpha-D-glucose / 2-amino-2-deoxy-4-O-phosphono-D-glucose / 2-amino-2-deoxy-4-O-phosphono-glucose


タイプ: D-saccharide, alpha linking / 分子量: 259.151 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C6H14NO8P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
識別子タイププログラム
a-D-GlcpN4PO3IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
#9: 糖 ChemComp-X6Z / [(2~{R},3~{S},4~{S},5~{S})-5-methoxy-3,4,6-tris(oxidanyl)oxan-2-yl]methyl dihydrogen phosphate


タイプ: D-saccharide, alpha linking / 分子量: 274.162 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C7H15O9P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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非ポリマー , 1種, 6分子

#6: 化合物
ChemComp-2IL / (3R)-3-(dodecanoyloxy)tetradecanoic acid / (R)-3-(ドデカノイルオキシ)テトラデカン酸


分子量: 426.673 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: C26H50O4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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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 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: human TLR4/MD-2/DLAM1 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTrisTris1
2200 mMsodium chlorideNaCl1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 10mA / 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 R1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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）: 105000 X / 倍率（補正後）: 58962 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1700 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 700 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 67.8 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 13308

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C2 (2回回転対称)
3次元再構成解像度: 2.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 181542 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 2.7 Å

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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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