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- PDB-9rcc: PrPfr hybrid state of the Pseudomonas aeruginosa bacteriophytochr... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9rcc
タイトルPrPfr hybrid state of the Pseudomonas aeruginosa bacteriophytochrome / PaBphP
要素Bacteriophytochrome
キーワードCYTOSOLIC PROTEIN / Phytochrome / Bacteriophytochrome / Photoreceptor / Histidine kinase
機能・相同性
機能・相同性情報


osmosensory signaling via phosphorelay pathway / detection of visible light / phosphorelay response regulator activity / phosphorelay sensor kinase activity / histidine kinase / photoreceptor activity / protein kinase activator activity / regulation of DNA-templated transcription / ATP binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Phytochrome / : / Phytochrome, PHY domain superfamily / Phytochrome, central region / PAS fold-2 / PAS fold / Phytochrome region / Phytochrome chromophore attachment domain / Phytochrome chromophore attachment site domain profile. / His Kinase A (phospho-acceptor) domain ...Phytochrome / : / Phytochrome, PHY domain superfamily / Phytochrome, central region / PAS fold-2 / PAS fold / Phytochrome region / Phytochrome chromophore attachment domain / Phytochrome chromophore attachment site domain profile. / His Kinase A (phospho-acceptor) domain / His Kinase A (phosphoacceptor) domain / Signal transduction histidine kinase, dimerisation/phosphoacceptor domain / Signal transduction histidine kinase, dimerisation/phosphoacceptor domain superfamily / Histidine kinase domain / Histidine kinase domain profile. / GAF domain / Domain present in phytochromes and cGMP-specific phosphodiesterases. / GAF domain / GAF-like domain superfamily / Histidine kinase-, DNA gyrase B-, and HSP90-like ATPase / PAS domain superfamily / Histidine kinase-like ATPases / Histidine kinase/HSP90-like ATPase / Histidine kinase/HSP90-like ATPase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-LBV / Bacteriophytochrome
類似検索 - 構成要素
生物種Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
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: 2.8 Å
データ登録者Bodizs, S. / Westenhoff, S.
資金援助 スウェーデン, 1件
組織認可番号国
Swedish Research Council スウェーデン
引用
ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2025
タイトル: Chemical Mechanism of Allosteric and Asymmetric Dark Reversion in a Bacterial Phytochrome Uncovered by Cryo-EM.
著者: Szabolcs Bódizs / Anna-Lena M Fischer / Miklós Cervenak / Sayan Prodhan / Michal Maj / Sebastian Westenhoff /
要旨: Phytochromes are light-sensitive proteins that are found in plants, fungi, and bacteria. They exist in two functional states, Pr and Pfr, distinguished by / isomers of their bilin chromophore. The ...Phytochromes are light-sensitive proteins that are found in plants, fungi, and bacteria. They exist in two functional states, Pr and Pfr, distinguished by / isomers of their bilin chromophore. The chromophore can photoswitch between these states but also thermally converts in darkness. Despite the importance of the latter reaction, it is unknown how it is controlled by the phytochrome's structure. Here, we present single-particle cryo-EM measurements on the bacteriophytochrome (PaBphP) carried out at multiple time points during dark reversion from Pr to Pfr. These experiments resolved the structure of a PrPfr hybrid state as a transient intermediate. Surprisingly, we find that only protomer B converts back to Pfr in the hybrid, while protomer A remains in Pr. We identify structural asymmetries in the precursor Pr state, which extend from the homodimer interface to a conserved histidine (H277). The hydrogen-bonding network around the chromophore is modulated, explaining how a phytochrome exerts control over the isomerization reaction. These findings establish that dark reversion is governed by conformational selection between two substates, whereby one is "dark-reversion ready" and the other blocks the reaction. Moreover, we explain how the equilibrium of the states is allosterically controlled across the dimer. Together, these findings provide a structural framework for tuning phytochrome signaling lifetimes in optogenetic applications.
#1: ジャーナル: Biorxiv / 年: 2025
タイトル: Chemical mechanism of allosteric and asymmetric dark reversion in a bacterial phytochrome uncovered by cryo-EM.
著者: Bodizs, S.A. / Fischer, A.L.M. / Cervenak, M. / Prodhan, S. / Maj, M. / Westenhoff, S.
履歴
登録2025年5月27日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年9月3日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年9月3日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年9月3日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年9月3日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年9月3日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年9月3日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年12月10日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.22025年12月24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24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
A: Bacteriophytochrome
B: Bacteriophytochrome
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)163,2194
ポリマ－162,0472
非ポリマー1,1712
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 Bacteriophytochrome / Phytochrome-like protein


分子量: 81023.703 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌) / 遺伝子: bphP, PA4117 / 発現宿主: Escherichia coli BL21 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9HWR3, histidine kinase
#2: 化合物 ChemComp-LBV / 3-[2-[(Z)-[3-(2-carboxyethyl)-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxidanylidene-pyrrol-2-ylidene)methyl]-4-methyl-pyrrol-1-ium -2-ylidene]methyl]-5-[(Z)-[(3E)-3-ethylidene-4-methyl-5-oxidanylidene-pyrrolidin-2-ylidene]methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-3- yl]propanoic acid / 2(R),3(E)- PHYTOCHROMOBILIN


分子量: 585.670 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C33H37N4O6 / 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: Photochromic heterodimerimer of the bacterial phytochrome PaBphP
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.16 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: BL21 / プラスミド: pET28a(+)
緩衝液pH: 7.8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
180 mMTrisC4H11NO31
210 mMMagnesium chlorideMgCl21
3150 mMPotassium acetateCH3CO2K1
試料濃度: 1.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil 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: FLOOD BEAM
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）: 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / 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
撮影平均露光時間: 1.8 sec. / 電子線照射量: 50 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: 1 / 実像数: 14573
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャン横: 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
1cryoSPARC4.6粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.6CTF補正
10cryoSPARC4.6初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.6最終オイラー角割当
13cryoSPARC4.6３次元再構成
CTF補正タイプ: NONE
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 488190 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 107.81 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00338094
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.672411002
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.04671198
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00891446
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.94783008

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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)

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  • 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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