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万見
- PDB-9kch: Cryo-EM structure of inner membrane TolQRA complex in CYMAL-6-Neo... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9kch
タイトルCryo-EM structure of inner membrane TolQRA complex in CYMAL-6-Neopentyl Glycol detergent micelles
要素
  • Tol-Pal system protein TolA
  • Tol-Pal system protein TolQ
  • Tol-Pal system protein TolR
キーワードPROTON TRANSPORT / bacteria / outer membrane / lipid homeostasis / phospholipid / inner membrane protein / protein complex structure / proton motive force / stator motor
機能・相同性
機能・相同性情報


cellular response to bacteriocin / cell septum assembly / regulation of membrane invagination / bacteriocin transport / toxin transmembrane transporter activity / protein import / virion binding / cell envelope / cell division site / transmembrane transporter activity ...cellular response to bacteriocin / cell septum assembly / regulation of membrane invagination / bacteriocin transport / toxin transmembrane transporter activity / protein import / virion binding / cell envelope / cell division site / transmembrane transporter activity / disordered domain specific binding / protein transport / protein domain specific binding / symbiont entry into host cell / cell division / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Tol-Pal system, TolQ / Tol-Pal system protein TolR / TolA C-terminal / Tol-Pal system, TolA / : / Biopolymer transport protein ExbD/TolR / Biopolymer transport protein ExbD/TolR / MotA/TolQ/ExbB proton channel / MotA/TolQ/ExbB proton channel family
類似検索 - ドメイン・相同性
Tol-Pal system protein TolQ / Tol-Pal system protein TolR / Tol-Pal system protein TolA
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
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: 4.19 Å
データ登録者Yeow, J. / Chng, S.S.
資金援助 シンガポール, 1件
組織認可番号国
Other governmentMOH-000145 シンガポール
引用ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2025
タイトル: Structural Insights into the Force-Transducing Mechanism of a Motor-Stator Complex Important for Bacterial Outer Membrane Lipid Homeostasis.
著者: Jiang Yeow / Chee Geng Chia / Nadege Zi-Lin Lim / Xiaodan Zhao / Jie Yan / Shu-Sin Chng /
要旨: Gram-negative bacteria assemble an asymmetric outer membrane (OM) that functions as an effective barrier against antibiotics. Building a stable and functional OM requires the assembly and maintenance ...Gram-negative bacteria assemble an asymmetric outer membrane (OM) that functions as an effective barrier against antibiotics. Building a stable and functional OM requires the assembly and maintenance of balanced levels of proteins, lipopolysaccharides, and phospholipids into the bilayer. In , the trans-envelope Tol-Pal complex has recently been established to play a primary role in maintaining OM lipid homeostasis. It is believed that the motor-stator complex TolQR exploits the proton motive force in the inner membrane to induce conformational changes in the TolA effector, ultimately generating a force across the cell envelope to activate processes at the OM. Molecular details of how such force transduction occurs via the TolQRA complex are unknown. Here, we solve structures of the TolQRA complex using single-particle cryo-EM, capturing the transmembrane (TM) regions of the purified complex in two distinct states at ∼3.6 and ∼4.2 Å nominal resolutions. We define how the TolA N-terminal TM helix interacts with an asymmetric TolQR subcomplex in two different positions, revealing how the two TolQRA states are related by rotation of the TolQ pentamer. By considering structural prediction and biochemical evidence for the periplasmic domains of the complex, we propose a working model for how proton passage through the complex induces rotary movement that can be coupled to TolA for force transduction across the cell envelope.
履歴
登録2024年11月1日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02025年7月9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
A: Tol-Pal system protein TolQ
B: Tol-Pal system protein TolQ
C: Tol-Pal system protein TolQ
D: Tol-Pal system protein TolQ
E: Tol-Pal system protein TolQ
F: Tol-Pal system protein TolR
G: Tol-Pal system protein TolR
H: Tol-Pal system protein TolA


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)204,8448
ポリマ－204,8448
非ポリマー00
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
Tol-Pal system protein TolQ


分子量: 25623.662 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: tolQ, fii, b0737, JW0727 / プラスミド: pET22/42 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0ABU9
#2: タンパク質 Tol-Pal system protein TolR


分子量: 16746.332 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: N-terminal octa-histidine expression tagged TolR / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: tolR, b0738, JW0728 / プラスミド: pET22/42 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0ABV6
#3: タンパク質 Tol-Pal system protein TolA


分子量: 43232.699 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: tolA, cim, excC, lky, b0739, JW0729 / プラスミド: pET22/42 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P19934
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
ID名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1Inner membrane TolQRA complex in detergent micellesCOMPLEXInner membrane complex of pentameric TolQ with dimeric TolR and periplasmic TolA purified in CYMAL-6-Neopentyl Glycol micelles.all0RECOMBINANT
2Pentameric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolQCOMPLEXTolQ#11RECOMBINANT
3Dimeric complex of inner membrane Tol-Pal system protein TolRCOMPLEXTolR#21RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
110.202 MDaNO
210.128 MDaNO
310.0308 MDaNO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株細胞内の位置
21Escherichia coli (大腸菌)83333K-12inner membrane
32Escherichia coli K-12 (大腸菌)83333
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株プラスミド
21Escherichia coli (大腸菌)511693BL21pET22/42
32Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008pET22/42
緩衝液pH: 7.5
詳細: Phosphate-buffered saline (PBS) buffer at pH 7.5 (20 mM PBS pH 7.5, 300 mM NaCl) with 20 mM Imidazole and 0.04 mM CYMAL-6 Neopentyl Glycol detergent
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMphosphate-buffered salineNa2H2PO4/Na2HPO41
2300 mMsodium chlorideNaCl1
320 mMImidazoleC3H4N21
40.04 mMCYMAL-6 Neopentyl GlycolC47H84O221
試料濃度: 4.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: Sample was observed to be monodisperse.
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / 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: 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: SPOT SCAN
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Cs: 2.7 mm
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: 56 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 / 実像数: 7469
詳細: Images were collected in movie-mode at 40 frames per image.
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Tridiem 4K
詳細: Gatan GIF post-column energy filter operated in zero-loss mode
エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5.2 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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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
1cryoSPARC4.5.2粒子像選択
2SerialEM画像取得
4cryoSPARC4.5.2CTF補正
7UCSF Chimera1.15モデルフィッティング
8Coot0.8.9モデルフィッティング
10cryoSPARC4.5.2初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.5.2最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.5.2分類
13cryoSPARC4.5.2３次元再構成
14PHENIX1.20.1-4487モデル精密化
CTF補正詳細: Patch CTF routine in cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 2497487
詳細: We performed automated particle picking using Blob and Template Picker for initial template picking and final sampling respectively.
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 4.19 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 54048 / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 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: 124.3 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: Cross-correlation coefficient
詳細: Building of the high-resolution structures of TolQRA was done via approximate fitting of each monomer independently using the Alphafold 3 model of TolQ, TolR(TM), TolA(TM) as rigid bodies ...詳細: Building of the high-resolution structures of TolQRA was done via approximate fitting of each monomer independently using the Alphafold 3 model of TolQ, TolR(TM), TolA(TM) as rigid bodies into the density in Chimera, followed by refinement in COOT.
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model

IDAccession codeChain-IDChain residue rangeInitial refinement model-ID
1P0ABU9A7-2241
2P0ABU9B8-2241
3P0ABU9C7-2241
4P0ABU9D6-2241
5P0ABU9E7-2231
6P0ABV6F14-342
7P0ABV6G12-342
8P19934H7-333
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0049297
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.76412574
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.6481245
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0421459
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0051586

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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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