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- PDB-9org: MicroED structure of apo-form CTX-M-14 beta-lactamase -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9org
タイトルMicroED structure of apo-form CTX-M-14 beta-lactamase
要素Beta-lactamase
キーワードHYDROLASE / enzyme / beta-lactamase / MicroED
機能・相同性
機能・相同性情報


beta-lactam antibiotic catabolic process / beta-lactamase activity / beta-lactamase / response to antibiotic / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Beta-lactamase, class-A active site / Beta-lactamase class-A active site. / Beta-lactamase class A, catalytic domain / Beta-lactamase enzyme family / Beta-lactamase, class-A / Beta-lactamase/transpeptidase-like
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Escherichia coli (大腸菌)
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. / Rodriguez, J.A. / Jacobs, L.M.C. / Chen, Y.
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
Howard Hughes Medical Institute (HHMI)HHMI-EPI 米国
Department of Energy (DOE, United States)DE-FC02-02ER63421 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Combining MicroED and native mass spectrometry for structural discovery of enzyme-small molecule complexes.
著者: Niko W Vlahakis / Cameron W Flowers / Mengting Liu / Matthew P Agdanowski / Samuel Johnson / Jacob A Summers / Lian M C Jacobs / Catherine Keyser / Phoebe Russell / Samuel L Rose / Julien ...著者: Niko W Vlahakis / Cameron W Flowers / Mengting Liu / Matthew P Agdanowski / Samuel Johnson / Jacob A Summers / Lian M C Jacobs / Catherine Keyser / Phoebe Russell / Samuel L Rose / Julien Orlans / Nima Adhami / Yu Chen / Michael R Sawaya / Shibom Basu / Daniele de Sanctis / Yu Chen / 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, which we term electron diffraction with native mass spectrometry (ED-MS), allows assignment of protein target structures bound to ligands with data obtained from crystal slurries soaked with mixtures of known inhibitors and crude biosynthetic reactions. This extends to libraries of printed ligands dispensed directly onto TEM grids for later soaking with microcrystal slurries, and complexes with noncovalent ligands. ED-MS resolves structures of the natural product, epoxide-based cysteine protease inhibitor E-64, and its biosynthetic analogs bound to the model cysteine protease, papain. It further identifies papain binding to its preferred natural products, by showing that two analogs of E-64 outcompete others in binding to papain crystals, and by detecting papain bound to E-64 and an analog from crude biosynthetic reactions, without purification. ED-MS also resolves binding of the CTX-M-14 β-lactamase, a target of active drug development, to the non-β-lactam inhibitor, avibactam, alone or in a cocktail of unrelated compounds. These results illustrate the utility of ED-MS for natural product ligand discovery and for structure-based screening of small molecule binders to macromolecular targets, promising utility for drug discovery.
履歴
登録2025年5月22日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年6月18日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年8月13日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
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 / _citation_author.name

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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: Beta-lactamase
B: Beta-lactamase


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)56,0012
ポリマ－56,0012
非ポリマー00
水21612
1
A: Beta-lactamase


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)28,0011
ポリマ－28,0011
非ポリマー00
水181
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
手法PISA
2
B: Beta-lactamase


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)28,0011
ポリマ－28,0011
非ポリマー00
水181
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)44.870, 107.270, 47.620
Angle α, β, γ (deg.)90.00, 101.37, 90.00
Int Tables number4
Space group name H-MP1211

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要素

#1: タンパク質 Beta-lactamase


分子量: 28000.547 Da / 分子数: 2 / 断片: UNP residues 23-284 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌)
遺伝子: blaCTX-M-14, beta-lactamase CTX-M-14, bla, bla CTX-M-14, bla-CTX-M-14a, blaCTX-M, blaCTX-M-14a, blaCTX-M-14b, blaCTX-M-14c, blaCTX-M-27b, blatoho-3, blaUOE-2, CTX-M-14, AM333_26030, AM340_ ...遺伝子: blaCTX-M-14, beta-lactamase CTX-M-14, bla, bla CTX-M-14, bla-CTX-M-14a, blaCTX-M, blaCTX-M-14a, blaCTX-M-14b, blaCTX-M-14c, blaCTX-M-27b, blatoho-3, blaUOE-2, CTX-M-14, AM333_26030, AM340_28340, AM465_01285, AM465_06510, AM465_23360, APT94_14605, BEN53_26220, BJJ90_27545, BK334_27290, BOH76_00730, BON63_16015, BON65_15195, BON66_01305, BON69_22545, BON72_03470, BON75_10525, BON76_14325, BON83_15455, BON86_08515, BON91_02075, BON92_04750, BON94_23850, BON95_01680, BON96_03940, BON98_23175, BXT93_06855, C5N07_28500, CDL37_21060, CR538_26855, DW236_20870, E4K51_21070, EIA08_25160, EIA21_26975, ELT23_05930, ELV24_09995, ELX61_24095, EST51_15935, EST51_18575, EST51_22260, EST51_22365, ETN48_p0088, FNJ69_13810, FTV90_03295, GE096_24920, GE096_25355, GQE36_23945, HGR36_01450, HGR36_27140, HHH24_004455, HHH24_005319, HJI79_003882, HJI79_004995, HK427_004976, HK427_005087, HL152_24835, HL152_25835, HL563_21800, HL563_23665, HLT96_25270, HLT96_28700, HLU13_27785, HLY53_18605, HLY53_26190, HLZ85_26065, HMW26_20895, HMW26_29355, HNC73_28650, HNC75_27190, HNC75_29165, HNC80_26145, HNC80_27675, HNC88_26185, HNC88_27880, HND23_26750, HND23_28285, HNV91_23425, HNV91_24920, HNV94_24095, HNV94_27845, pCT_085, pHK01_011, RCS103_P0010, RCS30_P0082, RCS56_P0085, RCS60_P0031, RCS63_P0006, RCS65_P0008, RCS66_P0053, SAMEA4362930_00013, SAMEA4363083_00099, SAMEA4370290_00046, WP4S18E07_P40650, WP7S17E01_P10270, WP7S18E09_37980
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9L5C7, beta-lactamase
#2: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
Has protein modificationN

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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: CTX-M_14 beta-lactamase / タイプ: COMPLEX
詳細: Crystals were grown by hanging-drop vapor diffusion from drops of 25.7 mg/mL CTX-M-14 mixed 1:1 with crystallization solution (1.4 M potassium phosphate pH 7.9)
Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
EM crystal formation詳細: Crystals were grown by hanging-drop vapor diffusion from drops of 25.7 mg/mL CTX-M-14 mixed 1:1 with crystallization solution (1.4 M potassium phosphate pH 7.9)
温度: 293 K
緩衝液pH: 7.9 / 詳細: 1.4 M potassium phosphate pH 7.9
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Crystals were grown by hanging-drop vapor diffusion from drops of 25.7 mg/mL CTX-M-14 mixed 1:1 with crystallization solution (1.4 M potassium phosphate pH 7.9)
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）: 0 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0 nm / C2レンズ絞り径: 70 µm
試料ホルダ最高温度: 100 K / 最低温度: 100 K
撮影電子線照射量: 0.09 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: 86.8 % / 多重度: 8.19 / 構造因子数: 1437 / 位相残差: 28.9 °
EM回折 統計フーリエ空間範囲: 87.8 % / 再高解像度: 2.5 Å / 測定した強度の数: 113750 / 構造因子数: 13467 / 位相誤差の除外基準: NONE / Rmerge: 0.387

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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
XDSデータ削減
XSCALEデータスケーリング
PHASER位相決定
PDB_EXTRACTデータ抽出
EM 3D crystal entity∠α: 90 ° / ∠β: 101.371 ° / ∠γ: 90 ° / A: 44.87 Å / B: 107.27 Å / C: 47.62 Å / 空間群名: P21 / 空間群番号: 4
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: 1YLT

1ylt


Accession code: 1YLT / 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→43.99 Å / SU ML: 0.29 / 交差検証法: FREE R-VALUE / σ(F): 1.36 / 位相誤差: 22.52 / 立体化学のターゲット値: ML
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2388 1345 10.01 %
Rwork0.2088 --
obs0.2118 13439 87.8 %
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_d0.0043980
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_angle_d0.9795420
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_dihedral_angle_d5.995566
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_chiral_restr0.053644
ELECTRON CRYSTALLOGRAPHYf_plane_restr0.007715
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
2.5-2.590.331300.28421167ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY87
2.59-2.690.2871360.27681226ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY89
2.69-2.820.30081360.26911222ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY89
2.82-2.960.31341340.26061208ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY88
2.96-3.150.27321360.25531217ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY89
3.15-3.390.25071360.221224ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY88
3.39-3.730.24321350.18351218ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY88
3.73-4.270.19981330.16891195ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY87
4.27-5.380.16331350.15061217ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY87
5.39-43.990.20551340.1861200ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY86

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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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