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- EMDB-8727: The cryo-ET structure of frozen-hydrated honey bee Z-disk -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8727
タイトルThe cryo-ET structure of frozen-hydrated honey bee Z-disk
マップデータfrozen-hydrated honey bee Z-disk- filtered to 60 Angstrom
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Z-disc
    • タンパク質・ペプチド: Actinアクチン
    • タンパク質・ペプチド: alpha-actinin
生物種Apis mellifera (セイヨウミツバチ)
手法サブトモグラム平均法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 60.0 Å
データ登録者Taylor KA / Hu Z
資金援助European Union, 米国, 3件
OrganizationGrant number国
European Communitys Seventh Framework Programme238423European Union
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM30598 米国
American Heart Association15PRE25090150 米国
引用ジャーナル: J Muscle Res Cell Motil / 年: 2017
タイトル: Structure of isolated Z-disks from honeybee flight muscle.
著者: Mara Rusu / Zhongjun Hu / Kenneth A Taylor / John Trinick /
要旨: The Z-disk is a complex structure comprising some 40 proteins that are involved in the transmission of force developed during muscle contraction and in important signalling pathways that govern ...The Z-disk is a complex structure comprising some 40 proteins that are involved in the transmission of force developed during muscle contraction and in important signalling pathways that govern muscle homeostasis. In the Z-disk the ends of antiparallel thin filaments from adjacent sarcomeres are crosslinked by α-actinin. The structure of the Z-disk lattice varies greatly throughout the animal kingdom. In vertebrates the thin filaments form a tetragonal lattice, whereas invertebrate flight muscle has a hexagonal lattice. The width of the Z-disk varies considerably and correlates with the number of α-actinin bridges. A detailed description at a high resolution of the Z-disk lattice is needed in order to better understand muscle function and disease. The molecular architecture of the Z-disk lattice in honeybee (Apis mellifera) is known from plastic embedded thin sections to a resolution of 7 nm, which is not sufficient to dock component protein crystal structures. It has been shown that sectioning is a damaging process that leads to the loss of finer details present in biological specimens. However, the Apis Z-disk is a thin structure (120 nm) suitable for cryo EM. We have isolated intact honeybee Z-disks from indirect flight muscle, thus obviating the need of plastic sectioning. We have employed cryo electron tomography and image processing to investigate the arrangement of proteins within the hexagonal lattice of the Apis Z-disk. The resolution obtained, ~6 nm, was probably limited by damage caused by the harshness of the conditions used to extract the myofibrils and isolate the Z-disks.
履歴
登録2017年5月7日-
ヘッダ(付随情報) 公開2017年6月14日-
マップ公開2017年8月9日-
更新2023年8月30日-
現状2023年8月30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: 0.0976
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（高さに従い着色）
  • 表面レベル: 0.0976
  • 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_8727.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_8727.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 27 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈frozen-hydrated honey bee Z-disk- filtered to 60 Angstrom
ボクセルのサイズX=Y=Z: 7.6 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0876 / ムービー #1: 0.0976
最小 - 最大-0.27998948 - 0.2915187
平均 (標準偏差)-0.000000000009657 (±0.072596684)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-96-96-96
サイズ192192192
Spacing192192192
セルA=B=C: 1459.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z7.67.67.6
M x/y/z192192192
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z1459.2001459.2001459.200
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ-210-210-210
NX/NY/NZ420420420
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-96-96-96
NC/NR/NS192192192
D min/max/mean-0.2800.292-0.000

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添付データ

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追加マップ: frozen-hydrated honey bee Z-disk - raw tomogram. The...

ファイルemd_8727_additional.map
注釈frozen-hydrated honey bee Z-disk - raw tomogram. The contour level here is non-sense. The map is raw tomogram, which is used to make the subvolume. Layer line data is not actually layer line, instead, it is a coordiates file for extracting subvolume
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: frozen-hydrated honey bee Z-disk - raw tomogram. The...

ファイルemd_8727_additional_1.map
注釈frozen-hydrated honey bee Z-disk - raw tomogram. The contour level here is non-sense. The map is raw tomogram, which is used to make the subvolume. Layer line data is not actually layer line, instead, it is a coordiates file for extracting subvolume
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 : Z-disc

全体名称: Z-disc
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Z-disc
    • タンパク質・ペプチド: Actinアクチン
    • タンパク質・ペプチド: alpha-actinin

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超分子 #1: Z-disc

超分子名称: Z-disc / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: Z-disc directly isolated from Apis mellifera (honey bee) indirect flight muscle
由来(天然)生物種: Apis mellifera (セイヨウミツバチ) / 器官: flight muscle / 組織: muscle / Organelle: Z-disc / 細胞中の位置: sarcomere

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分子 #1: Actin

分子名称: Actin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Apis mellifera (セイヨウミツバチ) / 器官: flight muscle / 組織: muscle
配列文字列: MVGMGQKDSY VGDEAQSKRG ILTLKYPIEH GIITNWDDME KIWHHTFYNE LRVAPEEHPV LLTEAPLNPK ANREKMTQIM FETFNSPAMY VAIQAVLSLY ASGRTTGIVL DSGDGVSHTV PIYEGYALPH AILRLDLAGR DLTDYLMKIL TERGYSFTTT AEREIVRDIK ...文字列:
MVGMGQKDSY VGDEAQSKRG ILTLKYPIEH GIITNWDDME KIWHHTFYNE LRVAPEEHPV LLTEAPLNPK ANREKMTQIM FETFNSPAMY VAIQAVLSLY ASGRTTGIVL DSGDGVSHTV PIYEGYALPH AILRLDLAGR DLTDYLMKIL TERGYSFTTT AEREIVRDIK EKLCYVALDF EQEMATAAAS TSLEKSYELP DGQVITIGNE RFRCPEALFQ PSFLGMESCG IHETVYNSIM KCDVDIRKDL YANNVLSGGT TMYPGIADRM QKEITALAPS TIKIKIIAPP ERKYSVWIGG SILASLSTFQ QMWISKQEYD ESGPGIVHRK CF

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分子 #2: alpha-actinin

分子名称: alpha-actinin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Apis mellifera (セイヨウミツバチ) / 器官: Flight muscle / 組織: muscle
配列文字列: MEEYERLASD LLEWIRRTMP WLASRQTDNS LAGCQKKLEE YRTYRRKHKP PRVEQKAKLE TNFNTLQTKL RLSNRPAYMP TEGKMVSDIN KAWKGLELAE KSFEEWLLSE MMRLERLEHL AQKFKHKADA HEEWTAGKEE MLTSQHFRQC KLNELKALKK KHEAFESDLA ...文字列:
MEEYERLASD LLEWIRRTMP WLASRQTDNS LAGCQKKLEE YRTYRRKHKP PRVEQKAKLE TNFNTLQTKL RLSNRPAYMP TEGKMVSDIN KAWKGLELAE KSFEEWLLSE MMRLERLEHL AQKFKHKADA HEEWTAGKEE MLTSQHFRQC KLNELKALKK KHEAFESDLA AHQDRVEQIA AIAQELNTLE YHDSASVNAR CQRICDQWDR LGTLTQRRRQ ALDEAERILE KIDVLHLEFA KRAAPFNNWL DGTREDLVDM FIVHTMEEIQ GLMDAHAAFK ATLGEADKEY NAIVGLVREV ESIVKQFQIP GGLENPYTTL TALDLTKKWS DVRQLVPQRD GTLQAELRKQ QNNELLRRQF AEKANAVGPW IERQLDAVTA IGLGLQGTLE DQLHRLKEYE QAVYQYKVHL EELEKIHQAV QEGMIFENRY TQYTMETLRV GWEQLLTSIN RNINEVENQI LTRDSKGITQ EQLNEFRSSF NHFDKNRTGR LAPDEFKSCL VSLGYSIGKD RQGDIDFQRI LAIVDPNNSG YVHFDAFLDF MTRESTDTDT AEQVIDSFRI LAGDKPYILA DELRRELPPD QAEYCIQRMP PYKGPNAIPG ALDYRSFSTA LYGESDL

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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
解析サブトモグラム平均法
試料の集合状態tissue

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試料調製

緩衝液pH: 7.2
構成要素:
濃度式名称
25.0 mMC8H18N2O4SHEPES
100.0 mMNaCl塩化ナトリウムSodium Chloride塩化ナトリウム
グリッドモデル: Quantifoil R3.5/1 / 材質: COPPER / 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: OTHER
詳細: Carbon coated grids were made hydrophilic by glow discharging for 40 seconds at a high tension of 10 kV in a Cressington 208 Carbon Coater.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: After the Z-disk suspension was added to the grid it was left to settle for 10-15 seconds followed by washing with low salt buffer (25 mM HEPES, 100 mM NaCl). The washing step is crucial for ...詳細: After the Z-disk suspension was added to the grid it was left to settle for 10-15 seconds followed by washing with low salt buffer (25 mM HEPES, 100 mM NaCl). The washing step is crucial for the removal of salts present in the extraction buffer, ensuring that plunge frozen grids were free of contamination. Plunge freezing was carried out using Quantifoil grids (Agar Scientific) in a Vitrobot Mark IV (FEI) at 4-5 degrees C, 90-100% humidity using a blotting force of 3-5 for 4-6 seconds..
詳細Indirect flight muscle was harvested from the thorax of Apis mellifera obtained from a local bee keeper. Myofibrils in suspension were prepared according to previously published methods (Bullard et al., 1973; Saide and Ullrick, 1974) with the following modifications. The IFM were collected in ice cold sucrose containing buffer (0.3 M sucrose, 0.1 M KCl, 0.01 M potassium phosphate pH 7, 1 mM MgCl2, 2 mM EGTA, 0.02 M NaN3 and EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail Tablets followed by homogenization using a Wheaton tissue grinder. Soluble proteins and sucrose were washed away by centrifugation in 0.1 M KCl, 0.01 M potassium phosphate pH 7 buffer. Myofibrils in suspension were stored in 75% glycerol at -80 degrees C. Intact Z-disks were isolated by incubating myofibrils on ice in a high ionic strength extraction solution containing 0.7 M KCl, 0.6 M KI, 0.08 M NaHCO3 pH 8 for 60 minutes. Following extraction Z-disks were either negatively stained or plunge frozen for further electron microscopic investigation.

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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
電子光学系倍率（補正後）: 22500 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 22500
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Tilt series were recorded using the Saxton acquisition scheme (Saxton et al., 1984). Tilt angles ranged from -69.87 to +67.66 degrees starting at 0 degrees, 96 total images, with an initial step of 2 degrees. The average electron dose/micrograph was ~0.7 electrons/Angstrom2. A total of 12 tilt series, designated tomo1 - tomo12, were collected but only one proved to be useful, tomo9. The others had poor resolution due to either low intrinsic order, excessive extraction of actin or other structural Z-disk proteins, or due to excessive radiation damage.
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 / 平均電子線量: 1.0 e/Å2 / 詳細: Electron dose may not be accurate.
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

結晶パラメータ単位格子 - A: 520 Å / 単位格子 - B: 520 Å / 単位格子 - C: 425 Å / 単位格子 - C sampling length: 950 Å / 単位格子 - γ: 60 ° / 面群: P 3 1 2
抽出トモグラム数: 1 / 使用した粒子像数: 399 / 参照モデル: cross correlation / 手法: lattice fitting / ソフトウェア - 名称: I3 (ver. 0.9.4)
詳細: Lattice positions were determined from a cross correlation map computed between the tomogram and a reference masked from within it. The Fourier transform was first filtered using a reciprocal ...詳細: Lattice positions were determined from a cross correlation map computed between the tomogram and a reference masked from within it. The Fourier transform was first filtered using a reciprocal lattice that contained 3 orders in a* and 5 orders in b*. Lattice positions were determined by peak fitting along a grid of predicted positions. Points on the predicted grid that fell outside of the actual Z-disk were removed as were any points that occurred too close to the edge of the tomogram. In total we extracted 399 subvolumes.
最終 3次元分類クラス数: 1 / 平均メンバー数/クラス: 399 / 詳細: Here only shows result of global average.
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 再構成使用したクラス数: 1 / アルゴリズム: EXACT BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 60.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: I3 (ver. 0.94)
詳細: Base on structure feature, and the fitting model, the resolution was estimated manually. Also, the FSC yielded a value of 60 A.
使用したサブトモグラム数: 399
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細For actin, filaments of 28 subunits having the helical symmetry of 28/13 were constructed and maps computed using the software pdb2mrc. These maps were then placed manually within the Z-disk thin filaments and fit quantitatively using chimera.
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT

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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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