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万見
- PDB-9l1w: 3-phenylpropionate bound dioxygenase HcaE-HcaF -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9l1w
タイトル3-phenylpropionate bound dioxygenase HcaE-HcaF
要素
  • 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha
  • 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta
キーワードELECTRON TRANSPORT / Rieske-type aromatic dioxygenase
機能・相同性
機能・相同性情報


3-phenylpropanoate dioxygenase / 3-phenylpropionate dioxygenase activity / 3-phenylpropionate dioxygenase complex / 3-phenylpropionate catabolic process / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / iron ion binding
類似検索 - 分子機能
3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase, alpha subunit / 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase, beta subunit / : / : / Ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit NdoB-like, C-terminal / Ring hydroxylating beta subunit / Ring-hydroxylating dioxygenase beta subunit / Aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit / Aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit, C-terminal domain / Ring hydroxylating alpha subunit (catalytic domain) ...3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase, alpha subunit / 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase, beta subunit / : / : / Ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit NdoB-like, C-terminal / Ring hydroxylating beta subunit / Ring-hydroxylating dioxygenase beta subunit / Aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit / Aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase, alpha subunit, C-terminal domain / Ring hydroxylating alpha subunit (catalytic domain) / Aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase, 2Fe-2S-binding site / Bacterial ring hydroxylating dioxygenases alpha-subunit signature. / Rieske [2Fe-2S] domain / Rieske [2Fe-2S] iron-sulphur domain / Rieske [2Fe-2S] iron-sulfur domain profile. / Rieske [2Fe-2S] iron-sulphur domain superfamily / NTF2-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
: / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / HYDROCINNAMIC ACID / 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha / 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta
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: 3.1 Å
データ登録者Jiang, W.X. / Wu, M. / Cheng, X.Q. / Ma, L.X. / Xing, Q.
資金援助 中国, 2件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, China)32371277 中国
National Science Foundation (NSF, China)32301028 中国
引用ジャーナル: J Hazard Mater / 年: 2025
タイトル: Structure-guided engineering of a Rieske-type aromatic dioxygenase for enhanced consumption of 3-phenylpropionic acid in Escherichia coli.
著者: Wenxue Jiang / Miao Wu / Zhou Gong / Linhua Han / Xiaoqi Cheng / Xiaoqin Tang / Xiaolong Yu / Xu Dong / Yibin Cheng / Lixin Ma / Qiong Xing /
要旨: Industrial derived aromatic hydrocarbons are persistent environmental pollutants due to their chemical stability, posing both ecological and health risks. Rieske-type aromatic dioxygenases (RDOs), ...Industrial derived aromatic hydrocarbons are persistent environmental pollutants due to their chemical stability, posing both ecological and health risks. Rieske-type aromatic dioxygenases (RDOs), known for their role in dihydroxylation of aromatic rings, play a pivotal role in microbial consumption and degradation of such compounds. While the industrial application of these enzymes has been impeded by their instability and low biodegradation rate. In this study, we focused on optimization and application of the Rieske-type dioxygenase HcaEF from Escherichia coli (E. coli) K-12, which initializes the degradation of 3-phenylpropionic acid (3-PP) and cinnamic acid (CI). Using cryo-electron microscopy (cryo-EM), we determined the high-resolution structures of the apo-form and 3-PP bound form of HcaEF, revealing key insights into substrate specificity and thermal stability. Leveraging these structural insights, we engineered a Q73I variant of HcaEF. Upon introduction of this mutation, the turnover rate increased from 29.6 % to 43.8 %, showing ∼50 % improvement. Overexpression of this variant in E. coli K-12 significantly enhanced the strain's ability to utilize 3-PP, demonstrating the potential for microbial engineering in environmental bioremediation and industrial applications. Our findings not only deepen the understanding of substrate recognition in RDOs, but also pave the way for developing high-efficiency enzymes for aromatic compound bio-utilization.
履歴
登録2024年12月16日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBC
改定 1.02025年12月10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: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha
B: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta
C: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha
D: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta
E: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha
F: 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)216,47115
ポリマ－215,3266
非ポリマー1,1469
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 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit alpha


分子量: 51166.047 Da / 分子数: 3 / 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: hcaE, digA, hcaA, hcaA1, phdC1, yfhU, b2538, JW2522
発現宿主: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
参照: UniProt: P0ABR5, 3-phenylpropanoate dioxygenase
#2: タンパク質 3-phenylpropionate/cinnamic acid dioxygenase subunit beta


分子量: 20609.248 Da / 分子数: 3 / 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: hcaF, digB, hcaA2, hcaB, phdC2, yfhV, b2539, JW2523
発現宿主: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
参照: UniProt: Q47140, 3-phenylpropanoate dioxygenase
#3: 化合物 ChemComp-FE2 / FE (II) ION


分子量: 55.845 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物 ChemComp-FES / FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER


分子量: 175.820 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Fe2S2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物 ChemComp-HCI / HYDROCINNAMIC ACID / 3PP / 3-PHENYLPROPIONIC ACID


分子量: 150.174 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C9H10O2 / 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 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: complex of 3-phenylpropionate bound dioxygenase HcaE-HcaF
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
緩衝液pH: 8
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
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: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 30 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 152508 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.1 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00415375
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.52420850
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d11.4575610
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0422169
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0042742

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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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