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- EMDB-3805: Cryo-EM structure of jasplakinolide-stabilized malaria parasite F... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-3805
タイトルCryo-EM structure of jasplakinolide-stabilized malaria parasite F-actin at near-atomic resolution
マップデータ
試料
  • 複合体: Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide
    • タンパク質・ペプチド: Actin-1アクチン
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: Jasplakinolide
機能・相同性
機能・相同性情報


actin polymerization-dependent cell-to-cell migration in host / マイクロフィラメント / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / structural constituent of cytoskeleton / hydrolase activity / ATP binding / 細胞核 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Actins signature 1. / Actin, conserved site / Actins signature 2. / Actin/actin-like conserved site / Actins and actin-related proteins signature. / アクチン / Actin family / アクチン / ATPase, nucleotide binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Plasmodium falciparum HB3 (マラリア病原虫) / Plasmodium falciparum (isolate HB3) (マラリア病原虫)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.8 Å
データ登録者Pospich S / Kumpula E-P / von der Ecken J / Vahokoski J / Kursula I / Raunser S
資金援助 ドイツ, フィンランド, 4件
OrganizationGrant number国
Max Planck Society ドイツ
European Union615984
Academy of Finland257537, 265112, 292718 フィンランド
Emil Aaltonen, Sigrid Juselius, and Jane and Aatos Erkko foundations
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2017
タイトル: Near-atomic structure of jasplakinolide-stabilized malaria parasite F-actin reveals the structural basis of filament instability.
著者: Sabrina Pospich / Esa-Pekka Kumpula / Julian von der Ecken / Juha Vahokoski / Inari Kursula / Stefan Raunser /
要旨: During their life cycle, apicomplexan parasites, such as the malaria parasite , use actomyosin-driven gliding motility to move and invade host cells. For this process, actin filament length and ...During their life cycle, apicomplexan parasites, such as the malaria parasite , use actomyosin-driven gliding motility to move and invade host cells. For this process, actin filament length and stability are temporally and spatially controlled. In contrast to canonical actin, actin 1 (Act1) does not readily polymerize into long, stable filaments. The structural basis of filament instability, which plays a pivotal role in host cell invasion, and thus infectivity, is poorly understood, largely because high-resolution structures of Act1 filaments were missing. Here, we report the near-atomic structure of jasplakinolide (JAS)-stabilized Act1 filaments determined by electron cryomicroscopy. The general filament architecture is similar to that of mammalian F-actin. The high resolution of the structure allowed us to identify small but important differences at inter- and intrastrand contact sites, explaining the inherent instability of apicomplexan actin filaments. JAS binds at regular intervals inside the filament to three adjacent actin subunits, reinforcing filament stability by hydrophobic interactions. Our study reveals the high-resolution structure of a small molecule bound to F-actin, highlighting the potential of electron cryomicroscopy for structure-based drug design. Furthermore, our work serves as a strong foundation for understanding the structural design and evolution of actin filaments and their function in motility and host cell invasion of apicomplexan parasites.
履歴
登録2017年7月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2017年7月26日-
マップ公開2017年9月27日-
更新2022年11月9日-
現状2022年11月9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: 0.09
  • 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: 0.09
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5ogw
  • 表面レベル: 0.09
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 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-5ogw
  • 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_3805.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_3805.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.14 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.09 / ムービー #1: 0.09
最小 - 最大-0.15085225 - 0.3457834
平均 (標準偏差)0.0014830945 (±0.013865351)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 291.84 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.141.141.14
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z291.840291.840291.840
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.1510.3460.001

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_3805_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_3805_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_3805_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide

全体名称: Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide
要素
  • 複合体: Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide
    • タンパク質・ペプチド: Actin-1アクチン
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: Jasplakinolide

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超分子 #1: Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide

超分子名称: Plasmodium falciparum actin 1 filament stabilized by jasplakinolide
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1 / 詳細: Filament
由来(天然)生物種: Plasmodium falciparum HB3 (マラリア病原虫)
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)

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分子 #1: Actin-1

分子名称: Actin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 5 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Plasmodium falciparum (isolate HB3) (マラリア病原虫)
株: isolate HB3
分子量理論値: 42.047676 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: GAMGEEDVQA LVVDNGSGNV KAGVAGDDAP RSVFPSIVGR PKNPGIMVGM EEKDAFVGDE AQTKRGILTL KYPIEHGIVT NWDDMEKIW HHTFYNELRA APEEHPVLLT EAPLNPKGNR ERMTQIMFES FNVPAMYVAI QAVLSLYSSG RTTGIVLDSG D GVSHTVPI ...文字列:
GAMGEEDVQA LVVDNGSGNV KAGVAGDDAP RSVFPSIVGR PKNPGIMVGM EEKDAFVGDE AQTKRGILTL KYPIEHGIVT NWDDMEKIW HHTFYNELRA APEEHPVLLT EAPLNPKGNR ERMTQIMFES FNVPAMYVAI QAVLSLYSSG RTTGIVLDSG D GVSHTVPI YEGYALPHAI MRLDLAGRDL TEYLMKILHE RGYGFSTSAE KEIVRDIKEK LCYIALNFDE EMKTSEQSSD IE KSYELPD GNIITVGNER FRCPEALFQP SFLGKEAAGI HTTTFNSIKK CDVDIRKDLY GNIVLSGGTT MYEGIGERLT RDI TTLAPS TMKIKVVAPP ERKYSVWIGG SILSSLSTFQ QMWITKEEYD ESGPSIVHRK CF

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分子 #2: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 5 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM / アデノシン二リン酸

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 5 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: Jasplakinolide

分子名称: Jasplakinolide / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 3 / 式: 9UE
分子量理論値: 709.67 Da
Chemical component information

ChemComp-9UE:
Jasplakinolide

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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filament

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試料調製

緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式
10.0 mMHEPES
0.2 mMCaCl2
50.0 mMKCl
5.0 mMDTT

詳細: 10 mM HEPES pH 7.5, 0.2 mM CaCl2, 50 mM KCl, 4 mM MgCl2, 5 mM DTT and 0.5 mM ATP. JAS was added at a 1:1 molar ratio during polyermization.
グリッドモデル: C-flat-2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 97 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: GATAN CRYOPLUNGE 3
詳細: Sample (2 uL of JAS-stabilized F-actin solution) was applied to a glow-discharged holey carbon grid, incubated for 30 s and manually blotted for 4 s from the backside with filter paper..
詳細Twist (degree) 167.5 Rise (A) 27.4

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.7 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
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
詳細Cs corrected microscope
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON II (4k x 4k)
検出モード: INTEGRATING / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-4 / 実像数: 1634 / 平均露光時間: 1.5 sec. / 平均電子線量: 110.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 144058
CTF補正ソフトウェア: (名称: CTFFIND (ver. 4.0.7), RELION (ver. 1.4))
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
詳細: An inital model was generated by first fitting a homology model into a previously obtained map at 7 A resolution and afterwards creating an electron density map from the model and filtering it to 20 A.
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
Projection matching processing - Angular sampling: 3.7 degrees
ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
Projection matching processing - Angular sampling: 0.9 degrees
ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4)
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.4) / 使用した粒子像数: 140716

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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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