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- EMDB-4605: Human Phenylalanine Hydroxylase (hPAH) apo structure -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-4605
タイトルHuman Phenylalanine Hydroxylase (hPAH) apo structure
マップデータ
試料
  • 複合体: apo-hPAH
    • タンパク質・ペプチド: Phenylalanine-4-hydroxylase
機能・相同性
機能・相同性情報


Phenylketonuria / Phenylalanine metabolism / phenylalanine 4-monooxygenase / phenylalanine 4-monooxygenase activity / tyrosine biosynthetic process / catecholamine biosynthetic process / L-phenylalanine catabolic process / amino acid biosynthetic process / iron ion binding / cytosol
類似検索 - 分子機能
Phenylalanine-4-hydroxylase, tetrameric form / Eukaryotic phenylalanine-4-hydroxylase, catalytic domain / Tyrosine 3-monooxygenase-like / ACT domain / Aromatic amino acid hydroxylase, iron/copper binding site / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylases signature. / Aromatic amino acid hydroxylase / Aromatic amino acid hydroxylase, C-terminal / Aromatic amino acid monoxygenase, C-terminal domain superfamily / Aromatic amino acid hydroxylase superfamily ...Phenylalanine-4-hydroxylase, tetrameric form / Eukaryotic phenylalanine-4-hydroxylase, catalytic domain / Tyrosine 3-monooxygenase-like / ACT domain / Aromatic amino acid hydroxylase, iron/copper binding site / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylases signature. / Aromatic amino acid hydroxylase / Aromatic amino acid hydroxylase, C-terminal / Aromatic amino acid monoxygenase, C-terminal domain superfamily / Aromatic amino acid hydroxylase superfamily / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylase / Biopterin-dependent aromatic amino acid hydroxylase family profile. / ACT domain profile. / ACT domain / ACT-like domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Phenylalanine-4-hydroxylase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 5.0 Å
データ登録者Alcorlo-Pages M / Flydal MI / Martinez-Caballero S / Martinez A / Hermoso JA / Fernandez-Leiro R
資金援助 スペイン, 1件
OrganizationGrant number国
Spanish Ministry of Economy and CompetitivenessBFU2017-87316-P (to RFL) スペイン
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2019
タイトル: Structure of full-length human phenylalanine hydroxylase in complex with tetrahydrobiopterin.
著者: Marte Innselset Flydal / Martín Alcorlo-Pagés / Fredrik Gullaksen Johannessen / Siseth Martínez-Caballero / Lars Skjærven / Rafael Fernandez-Leiro / Aurora Martinez / Juan A Hermoso /
要旨: Phenylalanine hydroxylase (PAH) is a key enzyme in the catabolism of phenylalanine, and mutations in this enzyme cause phenylketonuria (PKU), a genetic disorder that leads to brain damage and mental ...Phenylalanine hydroxylase (PAH) is a key enzyme in the catabolism of phenylalanine, and mutations in this enzyme cause phenylketonuria (PKU), a genetic disorder that leads to brain damage and mental retardation if untreated. Some patients benefit from supplementation with a synthetic formulation of the cofactor tetrahydrobiopterin (BH) that partly acts as a pharmacological chaperone. Here we present structures of full-length human PAH (hPAH) both unbound and complexed with BH in the precatalytic state. Crystal structures, solved at 3.18-Å resolution, show the interactions between the cofactor and PAH, explaining the negative regulation exerted by BH BH forms several H-bonds with the N-terminal autoregulatory tail but is far from the catalytic Fe Upon BH binding a polar and salt-bridge interaction network links the three PAH domains, explaining the stability conferred by BH Importantly, BH binding modulates the interaction between subunits, providing information about PAH allostery. Moreover, we also show that the cryo-EM structure of hPAH in absence of BH reveals a highly dynamic conformation for the tetramers. Structural analyses of the hPAH:BH subunits revealed that the substrate-induced movement of Tyr138 into the active site could be coupled to the displacement of BH from the precatalytic toward the active conformation, a molecular mechanism that was supported by site-directed mutagenesis and targeted molecular dynamics simulations. Finally, comparison of the rat and human PAH structures show that hPAH is more dynamic, which is related to amino acid substitutions that enhance the flexibility of hPAH and may increase the susceptibility to PKU-associated mutations.
履歴
登録2019年2月11日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年2月27日-
マップ公開2019年6月5日-
更新2020年11月25日-
現状2020年11月25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: 0.01
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.01
  • UCSF Chimera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_4605.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_4605.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 15.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.09 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.01 / ムービー #1: 0.01
最小 - 最大-0.023875885 - 0.048971385
平均 (標準偏差)0.0000858175 (±0.003215155)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ160160160
Spacing160160160
セルA=B=C: 174.40001 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.091.091.09
M x/y/z160160160
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z174.400174.400174.400
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS160160160
D min/max/mean-0.0240.0490.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_4605_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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追加マップ: Multibody refinement body 2

ファイルemd_4605_additional_1.map
注釈Multibody refinement body 2
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)

-
追加マップ: #1

ファイルemd_4605_additional_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)

-
ハーフマップ: #2

ファイルemd_4605_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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_4605_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 : apo-hPAH

全体名称: apo-hPAH
要素
  • 複合体: apo-hPAH
    • タンパク質・ペプチド: Phenylalanine-4-hydroxylase

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超分子 #1: apo-hPAH

超分子名称: apo-hPAH / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: homo-tetramer
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
分子量理論値: 207 KDa

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分子 #1: Phenylalanine-4-hydroxylase

分子名称: Phenylalanine-4-hydroxylase / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: phenylalanine 4-monooxygenase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
配列文字列: MSTAVLENPG LGRKLSDFGQ ETSYIEDNCN QNGAISLIFS LKEEVGALAK VLRLFEENDV NLTHIESRPS RLKKDEYEFF THLDKRSLPA LTNIIKILRH DIGATVHELS RDKKKDTVPW FPRTIQELDR FANQILSYGA ELDADHPGFK DPVYRARRKQ FADIAYNYRH ...文字列:
MSTAVLENPG LGRKLSDFGQ ETSYIEDNCN QNGAISLIFS LKEEVGALAK VLRLFEENDV NLTHIESRPS RLKKDEYEFF THLDKRSLPA LTNIIKILRH DIGATVHELS RDKKKDTVPW FPRTIQELDR FANQILSYGA ELDADHPGFK DPVYRARRKQ FADIAYNYRH GQPIPRVEYM EEEKKTWGTV FKTLKSLYKT HACYEYNHIF PLLEKYCGFH EDNIPQLEDV SQFLQTCTGF RLRPVAGLLS SRDFLGGLAF RVFHCTQYIR HGSKPMYTPE PDICHELLGH VPLFSDRSFA QFSQEIGLAS LGAPDEYIEK LATIYWFTVE FGLCKQGDSI KAYGAGLLSS FGELQYCLSE KPKLLPLELE KTAIQNYTVT EFQPLYYVAE SFNDAKEKVR NFAATIPRPF SVRYDPYTQR IEVLDNTQQL KILADSINSE IGILCSALQK IK

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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4 mg/mL
緩衝液pH: 7
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMHepesHepes
200.0 mMNaClsodium chloride
グリッドモデル: Quantifoil, UltrAuFoil, R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.0001 kPa / 詳細: 15 mA
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK III
詳細: 3microL, no incubation, 2 seconds blot, no wait before plunging.
詳細The thawed sample was run through SEC (S200I) prior to grid preparation

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
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
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: 1-80 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1493 / 平均露光時間: 12.0 sec. / 平均電子線量: 42.0 e/Å2
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: 100.0 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 / 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）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 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

粒子像選択選択した数: 1000000
CTF補正ソフトウェア - 名称: Gctf (ver. 1.06)
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL / In silico モデル: ab initio model (RELION 3.0)
最終 再構成想定した対称性 - 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: 5.0 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) / 使用した粒子像数: 160000
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 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)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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