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- EMDB-8301: Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assem... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8301
タイトルArchitecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery: the Complex Formed by the Iron Donor, the Sulfur Donor, and the Scaffold
マップデータHuman mitochondrial iron-sulfur cluster assembly machinery: grouping of segments corresponding to one half of the full map (EMD-8293)
試料
  • 複合体: NFS1-ISD11-ISCU-FXN
    • タンパク質・ペプチド: Cysteine desulfurase, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Frataxin, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / regulation of ferrochelatase activity / Molybdenum cofactor biosynthesis / [4Fe-4S] cluster assembly / 深部感覚 / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex ...negative regulation of iron ion import across plasma membrane / molybdopterin cofactor metabolic process / regulation of ferrochelatase activity / Molybdenum cofactor biosynthesis / [4Fe-4S] cluster assembly / 深部感覚 / iron incorporation into metallo-sulfur cluster / positive regulation of lyase activity / positive regulation of succinate dehydrogenase activity / L-cysteine desulfurase complex / Mitochondrial iron-sulfur cluster biogenesis / mitochondrial iron-sulfur cluster assembly complex / positive regulation of aconitate hydratase activity / positive regulation of mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / iron chaperone activity / cysteine desulfurase / cysteine desulfurase activity / negative regulation of organ growth / iron-sulfur cluster assembly complex / Mo-molybdopterin cofactor biosynthetic process / Mitochondrial protein import / [2Fe-2S] cluster assembly / adult walking behavior / 酸化的リン酸化 / response to iron ion / embryo development ending in birth or egg hatching / iron-sulfur cluster assembly / heme biosynthetic process / muscle cell cellular homeostasis / negative regulation of multicellular organism growth / organ growth / positive regulation of catalytic activity / ferroxidase / iron-sulfur cluster binding / negative regulation of release of cytochrome c from mitochondria / ferroxidase activity / protein autoprocessing / mitochondrion organization / ferric iron binding / ferrous iron binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / cellular response to hydrogen peroxide / pyridoxal phosphate binding / Maturation of replicase proteins / iron ion transport / positive regulation of cell growth / intracellular iron ion homeostasis / molecular adaptor activity / ミトコンドリアマトリックス / iron ion binding / 中心体 / positive regulation of cell population proliferation / negative regulation of apoptotic process / protein homodimerization activity / ミトコンドリア / zinc ion binding / 核質 / metal ion binding / 細胞核 / 細胞質基質 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Frataxin / Cysteine desulfurase IscS / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain / NIF system FeS cluster assembly, NifU, N-terminal ...ISC system FeS cluster assembly, IscU scaffold / Frataxin / Cysteine desulfurase IscS / Frataxin/CyaY / Frataxin conserved site / Frataxin-like domain / Frataxin family signature. / Frataxin family profile. / Frataxin-like domain / NIF system FeS cluster assembly, NifU, N-terminal / NifU-like N terminal domain / Frataxin/CyaY superfamily / Cysteine desulfurase / Aminotransferase class-V, pyridoxal-phosphate binding site / Aminotransferases class-V pyridoxal-phosphate attachment site. / Aminotransferase class V domain / Aminotransferase class-V / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, small domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase
類似検索 - ドメイン・相同性
Frataxin, mitochondrial / Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU / Cysteine desulfurase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 14.3 Å
データ登録者Gakh O / Ranatunga W / Smith DY / Ahlgren EC / Al-Karadaghi S / Thompson JR / Isaya G
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute on Aging (NIH/NIA)AG15709-19 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2016
タイトル: Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery.
著者: Oleksandr Gakh / Wasantha Ranatunga / Douglas Y Smith / Eva-Christina Ahlgren / Salam Al-Karadaghi / James R Thompson / Grazia Isaya /
要旨: Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human ...Fe-S clusters, essential cofactors needed for the activity of many different enzymes, are assembled by conserved protein machineries inside bacteria and mitochondria. As the architecture of the human machinery remains undefined, we co-expressed in Escherichia coli the following four proteins involved in the initial step of Fe-S cluster synthesis: FXN (iron donor); [NFS1]·[ISD11] (sulfur donor); and ISCU (scaffold upon which new clusters are assembled). We purified a stable, active complex consisting of all four proteins with 1:1:1:1 stoichiometry. Using negative staining transmission EM and single particle analysis, we obtained a three-dimensional model of the complex with ∼14 Å resolution. Molecular dynamics flexible fitting of protein structures docked into the EM map of the model revealed a [FXN]·[NFS1]·[ISD11]·[ISCU] complex, consistent with the measured 1:1:1:1 stoichiometry of its four components. The complex structure fulfills distance constraints obtained from chemical cross-linking of the complex at multiple recurring interfaces, involving hydrogen bonds, salt bridges, or hydrophobic interactions between conserved residues. The complex consists of a central roughly cubic [FXN]·[ISCU] sub-complex with one symmetric ISCU trimer bound on top of one symmetric FXN trimer at each of its eight vertices. Binding of 12 [NFS1]·[ISD11] sub-complexes to the surface results in a globular macromolecule with a diameter of ∼15 nm and creates 24 Fe-S cluster assembly centers. The organization of each center recapitulates a previously proposed conserved mechanism for sulfur donation from NFS1 to ISCU and reveals, for the first time, a path for iron donation from FXN to ISCU.
履歴
登録2016年8月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年8月31日-
マップ公開2016年8月31日-
更新2019年12月18日-
現状2019年12月18日処理サイト: RCSB / 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: 0.8
  • 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: 0.8
  • 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-5kz5
  • 表面レベル: 0.8
  • 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_8301.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_8301.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 11.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Human mitochondrial iron-sulfur cluster assembly machinery: grouping of segments corresponding to one half of the full map (EMD-8293)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.1 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.8 / ムービー #1: 0.8
最小 - 最大0 - 8.551927
平均 (標準偏差)0.31592557 (±0.81216276)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin464646
サイズ165113165
Spacing113165165
セルA: 124.3 Å / B: 181.5 Å / C: 181.5 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.11.11.1
M x/y/z113165165
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z124.300181.500181.500
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-152-37
NX/NY/NZ998271
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS464646
NC/NR/NS113165165
D min/max/mean0.0008.5520.316

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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 : NFS1-ISD11-ISCU-FXN

全体名称: NFS1-ISD11-ISCU-FXN
要素
  • 複合体: NFS1-ISD11-ISCU-FXN
    • タンパク質・ペプチド: Cysteine desulfurase, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Frataxin, mitochondrial
    • タンパク質・ペプチド: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial

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超分子 #1: NFS1-ISD11-ISCU-FXN

超分子名称: NFS1-ISD11-ISCU-FXN / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 組換プラスミド: pCDF, pET

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分子 #1: Cysteine desulfurase, mitochondrial

分子名称: Cysteine desulfurase, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO / EC番号: cysteine desulfurase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 43.429648 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
配列文字列: TPLDPRVLDA MLPYLINYYG NPHSRTHAYG WESEAAMERA RQQVASLIGA DPREIIFTSG ATESNNIAIK GVARFYRSRK KHLITTQTE HKCVLDSCRS LEAEGFQVTY LPVQKSGIID LKELEAAIQP DTSLVSVMTV NNEIGVKQPI AEIGRICSSR K VYFHTDAA ...文字列:
TPLDPRVLDA MLPYLINYYG NPHSRTHAYG WESEAAMERA RQQVASLIGA DPREIIFTSG ATESNNIAIK GVARFYRSRK KHLITTQTE HKCVLDSCRS LEAEGFQVTY LPVQKSGIID LKELEAAIQP DTSLVSVMTV NNEIGVKQPI AEIGRICSSR K VYFHTDAA QAVGKIPLDV NDMKIDLMSI SGHKIYGPKG VGAIYIRRRP RVRVEALQSG GGQERGMRSG TVPTPLVVGL GA ACEVAQQ EMEYDHKRIS KLSERLIQNI MKSLPDVVMN GDPKHHYPGC INLSFAYVEG ESLLMALKDV ALSSGSACTS ASL EPSYVL RAIGTDEDLA HSSIRFGIGR FTTEEEVDYT VEKCIQHVKR LREMSPLWEM VQDGIDLKSI KWTQH

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分子 #2: Frataxin, mitochondrial

分子名称: Frataxin, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ferroxidase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 18.849025 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
配列文字列:
LRTDIDATCT PRRASSNQRG LNQIWNVKKQ SVYLMNLRKS GTLGHPGSLD ETTYERLAEE TLDSLAEFFE DLADKPYTFE DYDVSFGSG VLTVKLGGDL GTYVINKQTP NKQIWLSSPS SGPKRYDWTG KNWVYSHDGV SLHELLAAEL TKALKTKLDL S SLAYSGKD A

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分子 #3: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial

分子名称: Iron-sulfur cluster assembly enzyme ISCU, mitochondrial
タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 12 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 12.52558 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli #1/H766 (大腸菌)
配列文字列:
GSLDKTSKNV GTGLVGAPAC GDVMKLQIQV DEKGKIVDAR FKTFGCGSAI ASSSLATEWV KGKTVEEALT IKNTDIAKEL CLPPVKLHC SMLAEDAIKA ALADYKLKQE PKKGEAEKK

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実験情報

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構造解析

手法ネガティブ染色法
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0.3 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度式名称
50.0 mMC4H12ClNO3Tris-HClトリスヒドロキシメチルアミノメタン
150.0 mMNaCl塩化ナトリウムsodium chloride塩化ナトリウム
染色タイプ: NEGATIVE / 材質: 1% uranyl acetate / 詳細: 5 and 30 seconds
グリッドモデル: Carbon-coated copper grids, EMS / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 詳細: DV-502A vacuum evaporator (Denton Vacuum Inc.)
詳細50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM NaCl

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI F30
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系最大 デフォーカス（補正後）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.21 µm / 倍率（補正後）: 115000 / 照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.0 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.21 µm / 倍率（公称値）: 115000
試料ステージ試料ホルダーモデル: SIDE ENTRY, EUCENTRIC / ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 466 / 平均電子線量: 30.0 e/Å2
実験機器
モデル: Tecnai F30 / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 4124
CTF補正ソフトウェア - 名称: EMAN2 (ver. 2.06) / 詳細: The ctf.auto function from EMAN2 was applied.
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: O (正8面体型対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 14.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: EMAN2 (ver. 2.06) / 使用した粒子像数: 4124
詳細432 symmetry
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-5kz5:
Architecture of the Human Mitochondrial Iron-Sulfur Cluster Assembly Machinery: the Complex Formed by the Iron Donor, the Sulfur Donor, and the Scaffold

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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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