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- PDB-9pnd: In situ microtubule of EpoB-induced regenerating axons -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9pnd
タイトルIn situ microtubule of EpoB-induced regenerating axons
要素
  • Detyrosinated tubulin alpha-1A chain
  • Tubulin beta-3 chain
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / cytoskeleton / microtubules / neuroregeneration / axon
機能・相同性
機能・相同性情報


Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Cilium Assembly / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / Intraflagellar transport / netrin-activated signaling pathway / COPI-independent Golgi-to-ER retrograde traffic / netrin receptor binding / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / COPI-mediated anterograde transport ...Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Cilium Assembly / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / Intraflagellar transport / netrin-activated signaling pathway / COPI-independent Golgi-to-ER retrograde traffic / netrin receptor binding / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / COPI-mediated anterograde transport / Kinesins / Aggrephagy / PKR-mediated signaling / Mitotic Prometaphase / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / RHO GTPases activate IQGAPs / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / Recycling pathway of L1 / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / dorsal root ganglion development / RHO GTPases Activate Formins / axonemal microtubule / Separation of Sister Chromatids / Hedgehog 'off' state / Loss of Nlp from mitotic centrosomes / Recruitment of mitotic centrosome proteins and complexes / Loss of proteins required for interphase microtubule organization from the centrosome / organelle transport along microtubule / Anchoring of the basal body to the plasma membrane / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / AURKA Activation by TPX2 / forebrain morphogenesis / Regulation of PLK1 Activity at G2/M Transition / cerebellar cortex morphogenesis / glial cell differentiation / neuron projection arborization / dentate gyrus development / MHC class II antigen presentation / flagellated sperm motility / pyramidal neuron differentiation / response to L-glutamate / centrosome cycle / 'de novo' protein folding / smoothened signaling pathway / regulation of synapse organization / startle response / motor behavior / microtubule polymerization / adult behavior / locomotory exploration behavior / response to tumor necrosis factor / response to mechanical stimulus / sperm flagellum / intercellular bridge / cytoplasmic microtubule / condensed chromosome / peptide binding / homeostasis of number of cells within a tissue / neurogenesis / cellular response to calcium ion / axon guidance / cell periphery / adult locomotory behavior / hippocampus development / filopodium / neuromuscular junction / locomotory behavior / intracellular protein transport / cerebral cortex development / visual learning / synapse organization / recycling endosome / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / neuron migration / neuron differentiation / memory / cytoplasmic ribonucleoprotein granule / mitotic spindle / myelin sheath / mitotic cell cycle / lamellipodium / growth cone / protein-folding chaperone binding / microtubule cytoskeleton / neuron apoptotic process / microtubule binding / gene expression / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / microtubule / protein stabilization / cilium / membrane raft / protein heterodimerization activity / protein domain specific binding / axon / hydrolase activity / neuronal cell body / GTPase activity
類似検索 - 分子機能
Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain ...Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-EPB / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / Tubulin alpha-1A chain / Tubulin beta-3 chain
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.19 Å
データ登録者Bodakuntla, S. / Taira, K. / Yamada, Y. / Alvarez-Brecht, P. / Cada, A.K. / Basnet, N. / Zhang, R. / Martinez-Sanchez, A. / Biertumpfel, C. / Mizuno, N.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)1ZIAHL006264 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: In situ structural mechanism of epothilone-B-induced CNS axon regeneration.
著者: Satish Bodakuntla / Kenichiro Taira / Yurika Yamada / Pelayo Alvarez-Brecht / A King Cada / Nirakar Basnet / Rui Zhang / Antonio Martinez-Sanchez / Christian Biertümpfel / Naoko Mizuno /
要旨: Axons in the adult central nervous system (CNS) do not regenerate following injury, in contrast to neurons in the peripheral nervous system and neuronal growth during embryonic development. The ...Axons in the adult central nervous system (CNS) do not regenerate following injury, in contrast to neurons in the peripheral nervous system and neuronal growth during embryonic development. The molecular mechanisms that prevent regeneration of neurons in the CNS remain largely unknown. Here, to address the intracellular response to injury, we developed an in situ cryo-electron tomography and cryo-electron microscopy platform to mimic axonal damage and present the structural mechanism underlying thalamic axon regeneration induced by the drug epothilone B. We observed that stabilized microtubules extend beyond the injury site, generating membrane tension and driving membrane expansion. Cryo-electron microscopy reveals the in situ structure of microtubules at 3.19 Å resolution, which engage epothilone B within the microtubule lattice at the regenerating front. During repair, tubulin clusters are delivered and incorporated into polymerizing microtubules at the regenerating site. These microtubule shoots serve as scaffolds for various types of vesicles and endoplasmic reticulum, facilitating the supply of materials necessary for axon repair until membrane tension normalizes. We demonstrate the unexpected ability of neuronal cells to adjust to strain induced by epothilone B, which creates homeostatic imbalances and activates axons to regeneration mode.
履歴
登録2025年7月20日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年11月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年11月12日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年11月12日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年11月12日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年11月12日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年11月12日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年11月26日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.22025年12月17日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.12025年12月17日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update

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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
B: Tubulin beta-3 chain
D: Tubulin beta-3 chain
A: Detyrosinated tubulin alpha-1A chain
C: Detyrosinated tubulin alpha-1A chain
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)204,35714
ポリマ－201,3124
非ポリマー3,04510
水724
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, negative-staining EM, assay for oligomerization, absorbance at 400 nm
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 2種, 4分子 BDAC

#1: タンパク質 Tubulin beta-3 chain


分子量: 50467.492 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 詳細: TUBB3 component of microtubules / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: Brain / Plasmid details: Axon / 組織: Thalamus / 参照: UniProt: Q9ERD7
#2: タンパク質 Detyrosinated tubulin alpha-1A chain


分子量: 50188.441 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 詳細: TUBA1A component of microtubules / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 器官: Brain / Plasmid details: Axon / 組織: Thalamus / 参照: UniProt: P68369

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非ポリマー , 5種, 14分子

#3: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#4: 化合物 ChemComp-GDP / GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE


タイプ: RNA linking / 分子量: 443.201 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O11P2 / コメント: GDP, エネルギー貯蔵分子*YM
#5: 化合物 ChemComp-EPB / 7,11-DIHYDROXY-8,8,10,12,16-PENTAMETHYL-3-[1-METHYL-2-(2-METHYL-THIAZOL-4-YL)VINYL]-4,17-DIOXABICYCLO[14.1.0]HEPTADECANE-5,9-DIONE / EPOTHILONE B


分子量: 507.683 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H41NO6S / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 523.180 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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 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: FILAMENT / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素名称: Microtubule, axonal / タイプ: ORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT
詳細: from Epothilone B-induced regenerating explant axons from thalamus primary mouse embryo tissue after axotomy
Entity ID: #1-#2 / 由来: NATURAL
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) / 細胞内の位置: Axon / 器官: Brain / 組織: Thalamus
緩衝液pH: 7.2 / 詳細: Gibco Neurobasal Media
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: induced by axotomy in the presence of 1 nM Epothilone B
試料支持詳細: coated with poly-L-lysine and laminin / グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1/4
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 298 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: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 54 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: 5 / 実像数: 4034 / 詳細: curated image number
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum
画像スキャン横: 11520 / 縦: 8184

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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粒子像選択
2SerialEM画像取得
4cryoSPARC4.5CTF補正
7UCSF ChimeraXモデルフィッティング
8Cootモデルフィッティング
10PHENIXモデル精密化
11cryoSPARC4.5初期オイラー角割当
12cryoSPARC4.5最終オイラー角割当
13cryoSPARC4.5分類
14cryoSPARC4.5３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
らせん対称回転角度/サブユニット: -27.64 ° / 軸方向距離/サブユニット: 9.695 Å / らせん対称軸の対称性: C1
粒子像の選択選択した粒子像数: 399396
詳細: picked in filament tracer with overlapping boxes with a step size of 82.5 Angstrom
3次元再構成解像度: 3.19 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 118551 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 6dpu

6dpu


Accession code: 6dpu / Source name: PDB / タイプ: experimental model
精密化最高解像度: 3.19 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_d0.00114088
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.44219142
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d10.6622044
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0392092
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0032486

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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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