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万見
- PDB-7jk9: Helical filaments of plant light-dependent protochlorophyllide ox... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7jk9
タイトルHelical filaments of plant light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase (LPOR) bound to NADPH, Pchlide, and membrane
要素Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
キーワードPHOTOSYNTHESIS (光合成) / reductase (還元酵素) / light-activated / ligand-protein complex
機能・相同性
機能・相同性情報


プロトクロロフィリドレダクターゼ / protochlorophyllide reductase activity / chloroplast outer membrane / response to ethylene / chlorophyll biosynthetic process / chloroplast thylakoid / chloroplast envelope / chloroplast thylakoid membrane / 光合成 / 葉緑体 ...プロトクロロフィリドレダクターゼ / protochlorophyllide reductase activity / chloroplast outer membrane / response to ethylene / chlorophyll biosynthetic process / chloroplast thylakoid / chloroplast envelope / chloroplast thylakoid membrane / 光合成 / 葉緑体 / protein domain specific binding / mRNA binding / 細胞質基質
類似検索 - 分子機能
Light-dependent protochlorophyllide reductase / short chain dehydrogenase / Short-chain dehydrogenase/reductase SDR / NAD(P)-binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE / Chem-NDP / Protochlorophyllide / Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
類似検索 - 構成要素
生物種Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
手法電子顕微鏡法 / らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.1 Å
データ登録者Nguyen, H.C. / Gabruk, M. / Frost, A.
資金援助 ポーランド, 米国, 3件
組織認可番号国
Foundation for Polish Science024.2018 ポーランド
Ministry of Science and Higher Education (Poland)PPN/BEK/2018/1/00105 ポーランド
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1DP2GM110772-01 米国
引用ジャーナル: Nat Plants / 年: 2021
タイトル: Photocatalytic LPOR forms helical lattices that shape membranes for chlorophyll synthesis.
著者: Henry C Nguyen / Arthur A Melo / Jerzy Kruk / Adam Frost / Michal Gabruk /
要旨: Chlorophyll biosynthesis, crucial to life on Earth, is tightly regulated because its precursors are phototoxic. In flowering plants, the enzyme light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase ...Chlorophyll biosynthesis, crucial to life on Earth, is tightly regulated because its precursors are phototoxic. In flowering plants, the enzyme light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase (LPOR) captures photons to catalyse the penultimate reaction: the reduction of a double bond within protochlorophyllide (Pchlide) to generate chlorophyllide (Chlide). In darkness, LPOR oligomerizes to facilitate photon energy transfer and catalysis. However, the complete three-dimensional structure of LPOR, the higher-order architecture of LPOR oligomers and the implications of these self-assembled states for catalysis, including how LPOR positions Pchlide and the co-factor NADPH, remain unknown. Here, we report the atomic structure of LPOR assemblies by electron cryo-microscopy. LPOR polymerizes with its substrates into helical filaments around constricted lipid bilayer tubes. Portions of LPOR and Pchlide insert into the outer membrane leaflet, targeting the product, Chlide, to the membrane for the final reaction site of chlorophyll biosynthesis. In addition to its crucial photocatalytic role, we show that in darkness LPOR filaments directly shape membranes into high-curvature tubules with the spectral properties of the prolamellar body, whose light-triggered disassembly provides lipids for thylakoid assembly. Moreover, our structure of the catalytic site challenges previously proposed reaction mechanisms. Together, our results reveal a new and unexpected synergy between photosynthetic membrane biogenesis and chlorophyll synthesis in plants, orchestrated by LPOR.
履歴
登録2020年7月28日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02021年3月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年10月6日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / database_2
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession
改定 1.22024年5月15日Group: Data collection
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / pdbx_validate_chiral

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmol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
  • マップデータ: EMDB-22364
  • 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-22364
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
B: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
C: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
D: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
E: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
F: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
G: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
H: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
I: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
J: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
K: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
L: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
M: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
N: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
O: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
P: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
Q: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
R: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
S: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
T: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
V: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
W: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
X: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
Y: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
Z: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
AA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
BA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
CA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
DA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
EA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
FA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
GA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
HA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
IA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
JA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
KA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
LA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
MA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
NA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
OA: Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)1,822,429160
ポリマ－1,736,60840
非ポリマー85,821120
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area141060 Å2
ΔGint-428 kcal/mol
Surface area483990 Å2
対称性らせん対称: (回転対称性: 2 / Dyad axis: no / N subunits divisor: 1 / Num. of operations: 6 / Rise per n subunits: 43.1 Å / Rotation per n subunits: 50.34 °)

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要素

#1: タンパク質 ...
Protochlorophyllide reductase B, chloroplastic / PCR B / NADPH-protochlorophyllide oxidoreductase B / POR B / light-dependent protochlorophyllide ...PCR B / NADPH-protochlorophyllide oxidoreductase B / POR B / light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase


分子量: 43415.199 Da / 分子数: 40 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
遺伝子: PORB, At4g27440, F27G19.40 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P21218, プロトクロロフィリドレダクターゼ
#2: 化合物...
ChemComp-NDP / NADPH DIHYDRO-NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE PHOSPHATE / NADPH / ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸


分子量: 745.421 Da / 分子数: 40 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H30N7O17P3
#3: 化合物...
ChemComp-PMR / Protochlorophyllide / Protochlorophyllide


分子量: 612.957 Da / 分子数: 40 / 由来タイプ: 合成 / 式: C35H32MgN4O5 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 化合物...
ChemComp-LMG / 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE


分子量: 787.158 Da / 分子数: 40 / 由来タイプ: 合成 / 式: C45H86O10
研究の焦点であるリガンドがあるかY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: FILAMENT / ３次元再構成法: らせん対称体再構成法

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試料調製

構成要素名称: light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase bound to NADPH, Pchlide, and lipid membrane
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 298 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
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 / C2レンズ絞り径: 70 µm
撮影電子線照射量: 73.5 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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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
1crYOLO粒子像選択
4Gctf1.06CTF補正
12RELION３次元再構成
13PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
らせん対称回転角度/サブユニット: 50.34 ° / 軸方向距離/サブユニット: 43.1 Å / らせん対称軸の対称性: C2
粒子像の選択選択した粒子像数: 294156
3次元再構成解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 17898 / 対称性のタイプ: HELICAL

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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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