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- EMDB-13355: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-te... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-13355
タイトルStructure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
マップデータ
試料
  • 複合体: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
    • タンパク質・ペプチド: S-layer protein
  • リガンド: CALCIUM ION
  • リガンド: HOLMIUM ATOM
キーワードS-layer protein RsaA bound to LPS and Holmium / STRUCTURAL PROTEIN
機能・相同性RsaA N-terminal domain / S-layer / RTX calcium-binding nonapeptide repeat / RTX calcium-binding nonapeptide repeat (4 copies) / Serralysin-like metalloprotease, C-terminal / calcium ion binding / extracellular region / S-layer protein
機能・相同性情報
生物種Caulobacter vibrioides (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.37 Å
データ登録者von Kugelgen A / Bharat TAM
資金援助 英国, 2件
OrganizationGrant number国
Wellcome Trust202231/Z/16/Z 英国
Leverhulme TrustPhilip Leverhulme Prize 英国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2022
タイトル: High-resolution mapping of metal ions reveals principles of surface layer assembly in Caulobacter crescentus cells.
著者: Matthew Herdman / Andriko von Kügelgen / Danguole Kureisaite-Ciziene / Ramona Duman / Kamel El Omari / Elspeth F Garman / Andreas Kjaer / Dimitrios Kolokouris / Jan Löwe / Armin Wagner / ...著者: Matthew Herdman / Andriko von Kügelgen / Danguole Kureisaite-Ciziene / Ramona Duman / Kamel El Omari / Elspeth F Garman / Andreas Kjaer / Dimitrios Kolokouris / Jan Löwe / Armin Wagner / Phillip J Stansfeld / Tanmay A M Bharat /
要旨: Surface layers (S-layers) are proteinaceous crystalline coats that constitute the outermost component of most prokaryotic cell envelopes. In this study, we have investigated the role of metal ions in ...Surface layers (S-layers) are proteinaceous crystalline coats that constitute the outermost component of most prokaryotic cell envelopes. In this study, we have investigated the role of metal ions in the formation of the Caulobacter crescentus S-layer using high-resolution structural and cell biology techniques, as well as molecular simulations. Utilizing optical microscopy of fluorescently tagged S-layers, we show that calcium ions facilitate S-layer lattice formation and cell-surface binding. We report all-atom molecular dynamics simulations of the S-layer lattice, revealing the importance of bound metal ions. Finally, using electron cryomicroscopy and long-wavelength X-ray diffraction experiments, we mapped the positions of metal ions in the S-layer at near-atomic resolution, supporting our insights from the cellular and simulations data. Our findings contribute to the understanding of how C. crescentus cells form a regularly arranged S-layer on their surface, with implications on fundamental S-layer biology and the synthetic biology of self-assembling biomaterials.
履歴
登録2021年8月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年12月1日-
マップ公開2021年12月1日-
更新2024年7月17日-
現状2024年7月17日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.00765
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.00765
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7peo
  • 表面レベル: 0.00765
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-7peo
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_13355.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_13355.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.08 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.00765 / ムービー #1: 0.00765
最小 - 最大-0.0063713784 - 0.030576872
平均 (標準偏差)0.000025826846 (±0.0015256229)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 324.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.081.081.08
M x/y/z300300300
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z324.000324.000324.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ300300300
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS300300300
D min/max/mean-0.0060.0310.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-te...

全体名称: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
要素
  • 複合体: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
    • タンパク質・ペプチド: S-layer protein
  • リガンド: CALCIUM ION
  • リガンド: HOLMIUM ATOM

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超分子 #1: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-te...

超分子名称: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
詳細: Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium
由来(天然)生物種: Caulobacter vibrioides (バクテリア) / 株: YB1001

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分子 #1: S-layer protein

分子名称: S-layer protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: LPS O-antigen bound to the protein / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Caulobacter vibrioides (バクテリア) / 株: YB1001
分子量理論値: 25.820354 KDa
組換発現生物種: Caulobacter vibrioides CB15 (バクテリア)
配列文字列: AYTTAQLVTA YTNANLGKAP DAATTLTLDA YATQTQTGGL SDAAALTNTL KLVNSTTAVA IQTYQFFTGV APSAAGLDFL VDSTTNTND LNDAYYSKFA QENRFINFSI NLATGAGAGA TAFAAAYTGV SYAQTVATAY DKIIGNAVAT AAGVDVAAAV A FLSRQANI ...文字列:
AYTTAQLVTA YTNANLGKAP DAATTLTLDA YATQTQTGGL SDAAALTNTL KLVNSTTAVA IQTYQFFTGV APSAAGLDFL VDSTTNTND LNDAYYSKFA QENRFINFSI NLATGAGAGA TAFAAAYTGV SYAQTVATAY DKIIGNAVAT AAGVDVAAAV A FLSRQANI DYLTAFVRAN TPFTAAADID LAVKAALIGT ILNAATVSGI GGYATATAAM INDLSDGALS TDNAAGVNLF TA YPSSGVS GSENLYFQ

UniProtKB: S-layer protein

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分子 #3: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 Da

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分子 #4: HOLMIUM ATOM

分子名称: HOLMIUM ATOM / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: HO
分子量理論値: 164.93 Da
Chemical component information

ChemComp-HO:
HOLMIUM ATOM / ホルミウムヒドリド

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度2.25 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
25.0 mMC8H18N2O4SHEPES
100.0 mMNaClsodium chloride
1.0 mMMgCl2magnesium chloride
1.0 mMCaCl2calcium chloride
5.0 mMHoCl3holmium chloride

詳細: Buffer solutions were prepared fresh from sterile filtered concentrated stocksolutions. Solutions were filtered through a 0.22 um filter to avoid microbial contamination and degassed using a ...詳細: Buffer solutions were prepared fresh from sterile filtered concentrated stocksolutions. Solutions were filtered through a 0.22 um filter to avoid microbial contamination and degassed using a vacuum fold pump. The pH of the HEPES stock solution was adjusted with sodium hydroxide at 4 deg C. 5 mM HoCl3 was added to the specimen 1.5 hours before vitrification.
グリッドモデル: Quantifoil R2/2 / 材質: COPPER/RHODIUM / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 20 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 詳細: 20 seconds, 15 mA
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 283.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: Vitrobot options: Blot time 4 seconds, Blot force -13,1, Wait time 10 seconds, Drain time 0.5 seconds,.
詳細RsaA N-terminal domain with LPS soaked with 5 mM HoCl3 for 1.5 h on ice before vitrification

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 70.0 K / 最高: 70.0 K
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Quantum LS / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
詳細EPU software
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-20 / 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 2038 / 平均露光時間: 8.0 sec. / 平均電子線量: 44.8 e/Å2
詳細: Two data collections: First: 0 degree stage tilt with 903 collected movies. Second: 30 degree stage tilt with 1135 collected movies
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: -4.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: -1.0 µm / 倍率（補正後）: 130000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: -4.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: -1.0 µm / 倍率（公称値）: 130000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Movies were motion corrected and dose weighted with MotionCor2 (Zheng et al., 2017) implemented in Relion 3.0 (Zivanov et al., 2018). Contrast transfer functions (CTFs) of the resulting motion corrected micrographs were estimated using CTFFIND4 (Rohou and Grigorieff, 2015).
粒子像選択選択した数: 545533
詳細: Initial Particles were extracted in a 2x down-sampled 150 pixel x 150 pixel box and classified using reference-free 2D-classification inside RELION 3.0.
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
EMDB ID:

10389


詳細: 30 A lowpass filtered reference map of EMD-10389 was used as starting model.
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.37 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
詳細: The final map was obtained from 158,430 particles and post-processed using a soft mask focused on the inner fourteen subunits yielding a resolution of 4.37 A according to the gold standard ...詳細: The final map was obtained from 158,430 particles and post-processed using a soft mask focused on the inner fourteen subunits yielding a resolution of 4.37 A according to the gold standard Fourier shell correlation criterion of 0.143 (Scheres, 2012) with some anisotropy in Z as judged by directional FSCs (Tan et al., 2017)
使用した粒子像数: 158430
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / 詳細: Angle assignment was performed within RELION 3.0.
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / 詳細: Angle assignment was performed within RELION 3.0.
最終 3次元分類クラス数: 2 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
詳細: Particles from classes showing high-resolution features from both datasets were merged, re-extracted in a 300 pixel x 300 pixel box and were subjected to 3D classification using a 30 A ...詳細: Particles from classes showing high-resolution features from both datasets were merged, re-extracted in a 300 pixel x 300 pixel box and were subjected to 3D classification using a 30 A lowpass filtered reference map of EMD-10389 (von Kuegelgen et al., 2020).

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6t72


Chain - Chain ID: A / Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
詳細The atomic coordinates (PDB ID 6T72) of our previous cryo-EM structure (von Kugelgen et al., 2020) of the RsaANTD oligomer bound to the O-antigen of lipopolysaccharide (LPS) were rigid body fitted into the final post-processed map from Relion 3.0 (Zivanov et al., 2018) using UCSF Chimera (Pettersen et al., 2004). The resulting fitted model was subjected to real-space refinement using Refmac5 (Murshudov et al., 2011) inside the CCP-EM suite (Burnely et al., 2017), as described previously (von Kugelgen et al., 2020), using reference restraints of the initial structure (PDB ID 6T72) generated with PROSMART (Nicholls et al. 2012).
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-7peo:
Structure of the Caulobacter crescentus S-layer protein RsaA N-terminal domain bound to LPS and soaked with Holmium

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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://pdbjlvh1.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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