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- PDB-9nao: MicroED structure of papain complexed with natural product E64-A65 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9nao
タイトルMicroED structure of papain complexed with natural product E64-A65
要素Papain
キーワードHYDROLASE / Inhibitor / Complex / Protease / MicroED
機能・相同性
機能・相同性情報


papain / serpin family protein binding / cysteine-type peptidase activity / proteolysis
類似検索 - 分子機能
Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Papain-like cysteine endopeptidase / Cysteine peptidase, asparagine active site / Eukaryotic thiol (cysteine) proteases asparagine active site. / Cysteine peptidase, histidine active site / Eukaryotic thiol (cysteine) proteases histidine active site. / : / Peptidase C1A, papain C-terminal ...Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Cathepsin propeptide inhibitor domain (I29) / Papain-like cysteine endopeptidase / Cysteine peptidase, asparagine active site / Eukaryotic thiol (cysteine) proteases asparagine active site. / Cysteine peptidase, histidine active site / Eukaryotic thiol (cysteine) proteases histidine active site. / : / Peptidase C1A, papain C-terminal / Papain family cysteine protease / Papain family cysteine protease / Cysteine peptidase, cysteine active site / Eukaryotic thiol (cysteine) proteases cysteine active site. / Papain-like cysteine peptidase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Carica papaya (パパイア)
手法電子線結晶学 / 分子置換 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.5 Å
データ登録者Vlahakis, N.W. / Rodriguez, J.A.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, United States)DMR-1548924 米国
Department of Energy (DOE, United States)DE-FC02-02ER63421 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI)HHMI-EPI 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Combining MicroED and native mass spectrometry for structural discovery of enzyme-biosynthetic inhibitor complexes.
著者: Niko W Vlahakis / Cameron W Flowers / Mengting Liu / Matthew Agdanowski / Samuel Johnson / Jacob A Summers / Catherine Keyser / Phoebe Russell / Samuel Rose / Julien Orlans / Nima Adhami / Yu ...著者: Niko W Vlahakis / Cameron W Flowers / Mengting Liu / Matthew Agdanowski / Samuel Johnson / Jacob A Summers / Catherine Keyser / Phoebe Russell / Samuel Rose / Julien Orlans / Nima Adhami / Yu Chen / Michael R Sawaya / Shibom Basu / Daniele de Sanctis / Soichi Wakatsuki / Hosea M Nelson / Joseph A Loo / Yi Tang / Jose A Rodriguez /
要旨: With the goal of accelerating the discovery of small molecule-protein complexes, we leverage fast, low-dose, event based electron counting microcrystal electron diffraction (MicroED) data collection ...With the goal of accelerating the discovery of small molecule-protein complexes, we leverage fast, low-dose, event based electron counting microcrystal electron diffraction (MicroED) data collection and native mass spectrometry. This approach resolves structures of the epoxide-based cysteine protease inhibitor, and natural product, E-64, and its biosynthetic analogs bound to the model cysteine protease, papain. The combined structural power of MicroED and the analytical capabilities of native mass spectrometry (ED-MS) allows assignment of papain structures bound to E-64-like ligands with data obtained from crystal slurries soaked with mixtures of known inhibitors, and crude biosynthetic reactions. ED-MS further discriminates the highest-affinity ligand soaked into microcrystals from a broad inhibitor cocktail, and identifies multiple similarly high-affinity ligands soaked into microcrystals simultaneously. This extends to libraries of printed ligands dispensed directly onto TEM grids and later soaked with papain microcrystal slurries. ED-MS identifies papain binding to its preferred natural products, by showing that two analogues of E-64 outcompete others in binding to papain crystals, and by detecting papain bound to E-64 and an analogue from crude biosynthetic reactions, without purification. This illustrates the utility of ED-MS for natural product ligand discovery and for structure-based screening of small molecule binders to macromolecular targets.
履歴
登録2025年2月12日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年3月26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: Papain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)23,8242
ポリマ－23,4521
非ポリマー3711
水1629
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
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)42.310, 48.320, 100.480
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 Papain / Papaya proteinase I / PPI


分子量: 23452.301 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Carica papaya (パパイア) / 参照: UniProt: P00784, papain
#2: 化合物 ChemComp-A1AXI / (3S)-4-({(1S)-2-[(8-aminooctyl)amino]-1-cyclobutyl-2-oxoethyl}amino)-3-hydroxy-4-oxobutanoic acid


分子量: 371.472 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 式: C18H33N3O5 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 9 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
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: 電子線結晶学
EM実験試料の集合状態: 3D ARRAY / ３次元再構成法: 電子線結晶学

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試料調製

構成要素名称: Papain-E64-A65 complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: NATURAL
由来(天然)生物種: Carica papaya (パパイア)
緩衝液pH: 7
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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データ収集

実験機器
モデル: Tecnai F20 / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: TFS TALOS F200C
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: DIFFRACTION / 最大 デフォーカス（公称値）: 10000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 10000 nm / C2レンズ絞り径: 70 µm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: GATAN 626 SINGLE TILT LIQUID NITROGEN CRYO TRANSFER HOLDER
最高温度: 100 K / 最低温度: 100 K
撮影電子線照射量: 0.045 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: DIRECT ELECTRON APOLLO (4k x 4k)
EM回折 シェル解像度: 2.5→2.6 Å / フーリエ空間範囲: 91.2 % / 多重度: 3.8 / 構造因子数: 742 / 位相残差: 28.9 °
EM回折 統計フーリエ空間範囲: 87.7 % / 再高解像度: 2.5 Å / 測定した強度の数: 24784 / 構造因子数: 6665 / 位相誤差の除外基準: NULL / Rmerge: 24.9

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
PHENIX1.20.1_4487精密化
XSCALEデータスケーリング
XDSデータ削減
PHASER位相決定
EM 3D crystal entity∠α: 90 ° / ∠β: 90 ° / ∠γ: 90 ° / A: 42.31 Å / B: 48.32 Å / C: 100.48 Å / 空間群名: P212121 / 空間群番号: 19
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 2.5 Å / 解像度の算出法: DIFFRACTION PATTERN/LAYERLINES / 対称性のタイプ: 3D CRYSTAL
原子モデル構築PDB-ID: 9PAP

9pap


Accession code: 9PAP / Source name: PDB / タイプ: experimental model
精密化構造決定の手法: 分子置換 / 解像度: 2.5→50.24 Å / SU ML: 0.27 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.34 / 位相誤差: 26.64 / 立体化学のターゲット値: ML
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2646 661 10.01 %
Rwork0.2335 --
obs0.2367 6605 87.3 %
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
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_bond_d0.0071797
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_angle_d1.0442449
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_dihedral_angle_d7.998278
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_chiral_restr0.068242
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_plane_restr0.008323
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
2.5-2.690.34551300.31971178ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY88
2.69-2.960.33871320.29881181ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY89
2.96-3.390.28121340.25631199ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY89
3.39-4.270.22691330.20331200ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY88
4.27-50.240.23381320.19461186ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY83

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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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