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万見
- PDB-9rgb: M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9rgb
タイトルM.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex
要素
  • Meromycolate extension acyl carrier protein
  • Siderophore export accessory protein MmpS5
  • Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
キーワードMEMBRANE PROTEIN / Drug efflux / RND transporter / Tuberculosis
機能・相同性
機能・相同性情報


lipid A biosynthetic process / acyl binding / acyl carrier activity / bioluminescence / generation of precursor metabolites and energy / extracellular region / membrane / plasma membrane / cytosol
類似検索 - 分子機能
Transport accessory protein MmpS / Transport accessory protein MmpS, C-terminal / Mycobacterium membrane protein / Membrane transport protein MmpL family / : / : / Membrane transport protein MMPL domain / MMPL family / Acyl carrier protein (ACP) / Green fluorescent protein, GFP ...Transport accessory protein MmpS / Transport accessory protein MmpS, C-terminal / Mycobacterium membrane protein / Membrane transport protein MmpL family / : / : / Membrane transport protein MMPL domain / MMPL family / Acyl carrier protein (ACP) / Green fluorescent protein, GFP / Green fluorescent protein-related / Green fluorescent protein / Green fluorescent protein / Phosphopantetheine attachment site / ACP-like superfamily / Carrier protein (CP) domain profile. / Phosphopantetheine binding ACP domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-L9Q / Meromycolate extension acyl carrier protein / Green fluorescent protein / Siderophore export accessory protein MmpS5 / Siderophore exporter MmpL5
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
Aequorea victoria (オワンクラゲ)
Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
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: 3.2 Å
データ登録者Fountain, A.J. / Luisi, B.F. / Ramakrishnan, L.
資金援助 英国, European Union, 3件
組織認可番号国
Wellcome Trust223103/Z/21/Z 英国
European Research Council (ERC)742210European Union
Wellcome Trust222451/Z/21/Z 英国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Structural and functional analysis of the MmpS5L5 efflux pump presages a pathway to increased bedaquiline resistance.
著者: Adam J Fountain / Jan Böhning / Stephen H McLaughlin / Tomos E Morgan / Paul H Edelstein / Mark Troll / Meindert H Lamers / Tanmay A M Bharat / Ben F Luisi / Lalita Ramakrishnan
要旨: Bedaquiline, an antitubercular drug that targets ATP-synthase, is a key component of a new oral drug regimen that has revolutionized the treatment of multi drug resistant tuberculosis. Clinical ...Bedaquiline, an antitubercular drug that targets ATP-synthase, is a key component of a new oral drug regimen that has revolutionized the treatment of multi drug resistant tuberculosis. Clinical bedaquiline resistance in has rapidly emerged, primarily due to mutations in the transcriptional repressor, that result in upregulation of the Resistance-Nodulation-Division (RND) efflux pump MmpS5/MmpL5 (MmpS5L5). Here, to understand how MmpS5L5 effluxes bedaquiline, we determined the structure of the MmpS5L5 complex using cryo-electron microscopy, revealing a novel trimeric architecture distinct from the canonical tripartite RND efflux pumps of Gram-negative bacteria. Structure prediction modelling in conjunction with functional genetic analysis indicates that it uses a periplasmic coiled-coil tube to transport molecules across the cell wall. Structure-guided genetic approaches identify MmpL5 mutations that alter bedaquiline transport; these mutations converge on a region in MmpL5 located in the lower portion of the periplasmic cavity, proximal to the outer leaflet of the inner membrane, suggesting a route for bedaquiline entry into the pump. While currently known clinical resistance to bedaquiline is due to pump upregulation, our findings that several MmpL5 variants increase bedaquiline efflux may presage the emergence of additional modes of clinical resistance.
SIGNIFICANCE STATEMENT: Resistance to bedaquiline, a cornerstone drug for treating multidrug-resistant tuberculosis, is rapidly emerging due to mutations that upregulate expression of the MmpS5L5 ...SIGNIFICANCE STATEMENT: Resistance to bedaquiline, a cornerstone drug for treating multidrug-resistant tuberculosis, is rapidly emerging due to mutations that upregulate expression of the MmpS5L5 efflux pump. Here, we reveal the cryo-EM structure of this pump, showing a novel trimeric architecture and a unique α-helical coiled-coil tube for drug transport. Structure-guided genetic analysis identifies MmpL5 variants that further increase bedaquiline efflux, suggesting potential resistance mechanisms beyond pump upregulation.
履歴
登録2025年6月6日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年8月13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: Siderophore export accessory protein MmpS5
B: Siderophore export accessory protein MmpS5
C: Siderophore export accessory protein MmpS5
D: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
E: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
F: Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein
G: Meromycolate extension acyl carrier protein
H: Meromycolate extension acyl carrier protein
I: Meromycolate extension acyl carrier protein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)415,88212
ポリマ－413,6449
非ポリマー2,2383
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 Siderophore export accessory protein MmpS5


分子量: 15348.535 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
遺伝子: mmpS5, Rv0677c, MTV040.05c / プラスミド: pMEXC3GF
発現宿主: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株 (発現宿主): mc2 155 / 参照: UniProt: P9WJS7
#2: タンパク質 Siderophore exporter MmpL5,Green fluorescent protein


分子量: 111448.602 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis (結核菌), (組換発現) Aequorea victoria (オワンクラゲ)
遺伝子: mmpL5, Rv0676c, MTV040.04c, GFP
発現宿主: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株 (発現宿主): mc2 155 / 参照: UniProt: P9WJV1, UniProt: P42212
#3: タンパク質 Meromycolate extension acyl carrier protein / ACP


分子量: 11084.209 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 天然
由来: (天然) Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
株: mc2 155 / 参照: UniProt: A0R0B3
#4: 化合物 ChemComp-L9Q / (1S)-2-{[(S)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-1-[(octadecanoyloxy)methyl]ethyl (9Z)-octadec-9-enoate / 1-stearoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / [S,(-)]-1-O-ステアロイル-2-O-オレオイル-D-グリセロ-ル3-(りん酸2-アミノエチル)


分子量: 746.050 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H80NO8P / 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 modificationY

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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: Trimeric M.tuberculosis MmpS5L5-acpM complex / タイプ: COMPLEX
詳細: Incubated with 50 micromolar bedaquiline (1.38% DMSO final)
Entity ID: #1-#3 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.412 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis (結核菌)
由来(組換発現)生物種: Mycolicibacterium smegmatis MC2 155 (バクテリア)
プラスミド: pMEXC3GF
緩衝液pH: 8 / 詳細: 50 mM HEPES pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.004% LMNG
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMSodium chlorideNaCl1
250 mMHEPES1
30.004 %LMNG1
450 micromolarBedaquiline1
51.38 %DMSO1
試料濃度: 2.2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: This protein preparation contains both monomeric MmpL5-AcpM complexes, and a small subset of trimeric MmpS5L5-AcpM complexes in LMNG with 50 micromolar Bedaquiline
試料支持詳細: Edwards S150B glow discharger / 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）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 600 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: BASIC
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: 6.2 sec. / 電子線照射量: 80 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 6041
詳細: Images were collected at 0, 20 and 40 degree tilt, approximately equal numbers of movies for each tilt value.
電子光学装置エネルギーフィルター名称: TFS Selectris X / エネルギーフィルタースリット幅: 10 eV

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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
2EPU画像取得
7UCSF ChimeraX1.8モデルフィッティング
8PHENIX1.21.2_5419モデルフィッティング
10PHENIX1.21.2_5419モデル精密化
11cryoSPARC4.6.2初期オイラー角割当
12cryoSPARC4.6.2最終オイラー角割当
14cryoSPARC4.6.2３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 4900000
3次元再構成解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 33185 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築詳細: AlphaFold2 prediction of full-length MmpS5-MmpL5 trimeric complex
Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model
精密化最高解像度: 3.2 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_d0.00519773
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.90326881
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.8982851
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0523227
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0073377

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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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