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- PDB-6e30: Mechanism of cellular recognition by PCV2 -

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基本情報

エントリ情報
データベース: PDB / ID: 6e30
タイトルMechanism of cellular recognition by PCV2
構成要素Capsid protein of PCV2カプシド
キーワードVIRUS LIKE PARTICLE / viral jelly-roll
機能・相同性Circovirus capsid protein / Circovirus capsid superfamily / Circovirus capsid protein / viral capsid assembly / host cell nucleus / 27.9 kDa capsid protein
機能・相同性情報
試料の由来Porcine circovirus 2 (ウイルス)
実験手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 3.5 Å 分解能
Model detailsCryo-EM image reconstruction at 3.2Angstrom resolution
データ登録者Khayat, R. / Dhindwal, S.
資金援助米国 , 1件
組織認可番号
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases5SC1AI114843米国
引用ジャーナル: J. Virol. / : 2019
タイトル: Porcine Circovirus 2 Uses a Multitude of Weak Binding Sites To Interact with Heparan Sulfate, and the Interactions Do Not Follow the Symmetry of the Capsid.
著者: Sonali Dhindwal / Bryant Avila / Shanshan Feng / Reza Khayat
要旨: Porcine circovirus 2 (PCV2) is the smallest pathogenic virus capable of autonomous replication within its host. Infections result in immunosuppression and subsequent death of the host and are ...Porcine circovirus 2 (PCV2) is the smallest pathogenic virus capable of autonomous replication within its host. Infections result in immunosuppression and subsequent death of the host and are initiated via the attachment of the PCV2 icosahedral capsid to heparan sulfate (HS) and chondroitin sulfate B (CSB) glycosaminoglycans on the cell surface. However, the underlying mechanism of structural recognition remains to be explored. Using heparin, a routinely used analog of heparan sulfate, we demonstrate that increasing lengths of heparin exhibit a greater affinity toward PCV2. Our competition assays indicate that dextran sulfate (8 kDa) has a higher affinity for PCV2 than heparin (12 kDa), chondroitin sulfate B (41 kDa), hyaluronic acid (1.6 MDa), and dextran (6 kDa). This suggests that polymers high in sulfate content are capable of competing with the PCV2-heparan sulfate interaction and, thus, have the potential to inhibit PCV2 infection. Finally, we visualized the interaction between heparin and the PCV2 capsid using cryo-electron microscopy single-particle analysis, symmetry expansion, and focused classification. The image reconstructions provide the first example of an asymmetric distribution of heparin on the surface of an icosahedral virus capsid. We demonstrate that each of the 60 capsid subunits that generate the T1 capsid can bind heparin via one of five binding sites. However, not all of the binding sites were occupied by heparin, and only one-third to two-thirds of the binding sites were occupied. The binding sites are defined by arginine, lysine, and polar amino acids. Mutating the arginine, lysine, and polar amino acids to alanine diminished the binding capacity of PCV2 to heparin. It has been demonstrated that porcine circovirus 2 (PCV2) attaches to cells via heparan sulfate (HS) and chondroitin sulfate B (CSB) glycosaminoglycans; however, the underlying structural mechanism describing the HS/CSB recognition by PCV2 remains to be explored. We used cryo-electron microscopy with single-particle analysis, symmetry expansion, and focused classification to visualize the interaction between the PCV2 capsid and heparin, an analog of heparan sulfate, to better than 3.6-Å resolution. We observed that the interaction between PCV2 and heparin does not adhere to the icosahedral symmetry of the capsid. To the best of our knowledge, this is the first example where the interaction between heparin and an icosahedral capsid does not follow the symmetry elements of the capsid. Our findings also suggest that anionic polymers, such as dextran sulfate, may act to inhibit PCV2 infection.
構造検証レポート
簡易版詳細版構造検証レポートについて
日付登録: 2018年7月12日 / 公開: 2018年12月26日

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  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-8972
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8972
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
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構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

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集合体

登録構造単位
A1: Capsid protein of PCV2
A2: Capsid protein of PCV2
A3: Capsid protein of PCV2
A4: Capsid protein of PCV2
A5: Capsid protein of PCV2
A6: Capsid protein of PCV2
A7: Capsid protein of PCV2
A8: Capsid protein of PCV2
A9: Capsid protein of PCV2
AA: Capsid protein of PCV2
AB: Capsid protein of PCV2
AC: Capsid protein of PCV2
AD: Capsid protein of PCV2
AE: Capsid protein of PCV2
AF: Capsid protein of PCV2
AG: Capsid protein of PCV2
AH: Capsid protein of PCV2
AI: Capsid protein of PCV2
AJ: Capsid protein of PCV2
AK: Capsid protein of PCV2
AL: Capsid protein of PCV2
AM: Capsid protein of PCV2
AN: Capsid protein of PCV2
AO: Capsid protein of PCV2
AP: Capsid protein of PCV2
AQ: Capsid protein of PCV2
AR: Capsid protein of PCV2
AS: Capsid protein of PCV2
AT: Capsid protein of PCV2
AU: Capsid protein of PCV2
AV: Capsid protein of PCV2
AW: Capsid protein of PCV2
AX: Capsid protein of PCV2
AY: Capsid protein of PCV2
AZ: Capsid protein of PCV2
Aa: Capsid protein of PCV2
Ab: Capsid protein of PCV2
Ac: Capsid protein of PCV2
Ad: Capsid protein of PCV2
Ae: Capsid protein of PCV2
Af: Capsid protein of PCV2
Ag: Capsid protein of PCV2
Ah: Capsid protein of PCV2
Ai: Capsid protein of PCV2
Aj: Capsid protein of PCV2
Ak: Capsid protein of PCV2
Al: Capsid protein of PCV2
Am: Capsid protein of PCV2
An: Capsid protein of PCV2
Ao: Capsid protein of PCV2
Ap: Capsid protein of PCV2
Aq: Capsid protein of PCV2
Ar: Capsid protein of PCV2
As: Capsid protein of PCV2
At: Capsid protein of PCV2
Au: Capsid protein of PCV2
Av: Capsid protein of PCV2
Aw: Capsid protein of PCV2
Ax: Capsid protein of PCV2
Ay: Capsid protein of PCV2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)1,675,55465
ポリマ-1,673,98860
非ポリマ-1,5665
0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: none
タイプ名称対称操作
identity operation1_5551
Buried area (Å2)232340
ΔGint (kcal/M)-915
Surface area (Å2)406490

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構成要素

#1: タンパク質・ペプチド ...
Capsid protein of PCV2 / カプシド


分子量: 27899.795 Da / 分子数: 60 / 変異: None / 由来: (組換発現) Porcine circovirus 2 (ウイルス) / 遺伝子: cap, Cap, cp, ORF2, PCV2_gp3 / プラスミドの名称: pFastBac1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 株 (発現宿主): High Five / 参照: UniProt: Q805N7
#2: 化合物 ChemComp-SGN / N,O6-DISULFO-GLUCOSAMINE


分子量: 339.298 Da / 分子数: 3 / : C6H13NO11S2
#3: 化合物 ChemComp-IDS / 2-O-sulfo-alpha-L-idopyranuronic acid / O2-SULFO-GLUCURONIC ACID


分子量: 274.203 Da / 分子数: 2 / : C6H10O10S

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実験情報

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実験

実験実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent ID由来詳細
1Porcine circovirus 2VIRUS10RECOMBINANT
2PCV2 capsidCOMPLEX11NATURALA segment of heparin sulfate identified in the image reconstruction
3Heparin sulfateCOMPLEX1NATURAL
分子量
ID構成単位・集合体のID実験値
11.5 MDa1NO
21.5 MDa1YES
31.4 kDa/nm1YES
由来(天然)
ID構成単位・集合体のIDNcbi tax ID生物種
2185708Porcine circovirus 2 (ウイルス)
329823Sus scrofa (ブタ)
439823Sus scrofa (ブタ)
由来(組換発現)
ID構成単位・集合体のIDNcbi tax ID生物種
217111Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
327111Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
437111Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
ウイルスについての詳細
ID構成単位・集合体のID中空かエンベロープを持つかウイルスの単離状態ウイルスのタイプ
11NONOSPECIESVIRUS-LIKE PARTICLE
22
33
天然宿主
ID構成単位・集合体のIDNcbi tax ID生物種
119823Sus scrofa
12
13
ウイルス殻
ID名称構成単位・集合体のID直径三角数 (T数)
1Capsid protein12151
12
13
緩衝液pH: 7
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer ID
120 mM(4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid)HEPES1
2250 mMSodium ChlorideNaCl1
30.1 mMTris(2-carboxyethyl)phosphineTCEP1
42 mMEthylenediaminetetraacetic acidEDTA1
試料濃度: 0.718 mg/ml / 詳細: This sample was monodisperse / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: unspecified / グリッドの材料: COPPER
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 4 kelvins

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡顕微鏡モデル: FEI TITAN
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 0.01 mm / C2レンズ絞り系: 100 microns / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ冷却材: NITROGEN
撮影平均照射時間: 5 sec. / 電子線照射量: 32 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3725
画像スキャン動画フレーム数/画像: 25 / 利用したフレーム数/画像: 2-25

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1Gautomatchparticle selectionTemplate picking
2Leginonimage acquisition
4GctfCTF correctionPer particle estimation
7Coot0.82model fitting
9RELIONinitial Euler assignment
10RELIONfinal Euler assignment
11FREALIGN9,11classification
12FREALIGN9.113D reconstructionNo refinement of parameters
13PHENIX1.13model refinement
CTF補正詳細: Per particle estimation / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 166369
3次元再構成分解能: 3.5 Å / 分解能の評価方法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 74170 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築詳細: Several iterations of refinement / 温度因子: 35.5 / 精密化のプロトコル: FLEXIBLE FIT / 精密化に使用した空間: REAL / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient

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万見について

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お知らせ

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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: PDBeのEMDBサイト / 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。詳細は下記のリンクをご覧ください。
  • 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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2017年6月16日: Omokage検索で絞り込み

Omokage検索で絞り込み

  • Omokage検索の結果をキーワードとデータベースの種類で絞り込むことができるようになりました。

関連情報: Omokage検索

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2016年9月15日: 新しくなったEM Navigatorと万見

新しくなったEM Navigatorと万見

  • EM Navigatorと万見を刷新しました

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見

新しいEM Navigatorと万見

  • これまで開発版として公開していたEM Navigatorと万見が、9月15日から正式版となります。
  • 現行版も「旧版」としてしばらく公開を継続します。

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点 / EM Navigator / 万見 (Yorodumi)

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万見 (Yorodumi)

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  • 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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