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- PDB-7kjr: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 ORF3a -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7kjr
タイトルCryo-EM structure of SARS-CoV-2 ORF3a
要素
  • Apolipoprotein A-IApolipoprotein AI
  • ORF3a protein
キーワードTRANSPORT PROTEIN (運搬体タンパク質) / VIRAL PROTEIN (ウイルスタンパク質) / SARS-CoV-2 (SARSコロナウイルス2) / coronavirus (オルトコロナウイルス亜科) / viroporin / membrane protein (膜タンパク質)
機能・相同性
機能・相同性情報


host cell lysosome / induction by virus of host reticulophagy / Maturation of protein 3a / high-density lipoprotein particle receptor binding / Defective ABCA1 causes TGD / Scavenging by Class B Receptors / HDL clearance / spherical high-density lipoprotein particle / positive regulation of hydrolase activity / SARS-CoV-2 modulates autophagy ...host cell lysosome / induction by virus of host reticulophagy / Maturation of protein 3a / high-density lipoprotein particle receptor binding / Defective ABCA1 causes TGD / Scavenging by Class B Receptors / HDL clearance / spherical high-density lipoprotein particle / positive regulation of hydrolase activity / SARS-CoV-2 modulates autophagy / regulation of intestinal cholesterol absorption / negative regulation of response to cytokine stimulus / protein oxidation / vitamin transport / phosphatidylcholine-sterol O-acyltransferase activator activity / Chylomicron remodeling / positive regulation of phospholipid efflux / high-density lipoprotein particle binding / cholesterol import / Chylomicron assembly / positive regulation of cholesterol metabolic process / negative regulation of heterotypic cell-cell adhesion / high-density lipoprotein particle remodeling / blood vessel endothelial cell migration / ABC transporters in lipid homeostasis / phospholipid efflux / apolipoprotein receptor binding / high-density lipoprotein particle clearance / negative regulation of cell adhesion molecule production / negative regulation of cytokine production involved in immune response / apolipoprotein A-I receptor binding / HDL assembly / peptidyl-methionine modification / negative regulation of very-low-density lipoprotein particle remodeling / cholesterol transfer activity / reverse cholesterol transport / phosphatidylcholine biosynthetic process / high-density lipoprotein particle assembly / very-low-density lipoprotein particle / lipoprotein biosynthetic process / glucocorticoid metabolic process / positive regulation of CoA-transferase activity / phosphatidylcholine metabolic process / lipid storage / phospholipid homeostasis / high-density lipoprotein particle / triglyceride homeostasis / regulation of Cdc42 protein signal transduction / cholesterol transport / chemorepellent activity / HDL remodeling / cholesterol efflux / Scavenging by Class A Receptors / endothelial cell proliferation / inorganic cation transmembrane transport / cholesterol binding / negative regulation of interleukin-1 beta production / host cell endoplasmic reticulum / positive regulation of Rho protein signal transduction / negative chemotaxis / adrenal gland development / voltage-gated calcium channel complex / cholesterol biosynthetic process / positive regulation of cholesterol efflux / endocytic vesicle / negative regulation of tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / Scavenging of heme from plasma / Retinoid metabolism and transport / SARS-CoV-2 targets host intracellular signalling and regulatory pathways / voltage-gated potassium channel complex / positive regulation of phagocytosis / positive regulation of substrate adhesion-dependent cell spreading / endocytic vesicle lumen / positive regulation of stress fiber assembly / cholesterol metabolic process / heat shock protein binding / cholesterol homeostasis / molecular function activator activity / integrin-mediated signaling pathway / Post-translational protein phosphorylation / phospholipid binding / regulation of protein phosphorylation / Heme signaling / PPARA activates gene expression / negative regulation of inflammatory response / Regulation of Insulin-like Growth Factor (IGF) transport and uptake by Insulin-like Growth Factor Binding Proteins (IGFBPs) / extracellular vesicle / : / Platelet degranulation / protein complex oligomerization / monoatomic ion channel activity / amyloid-beta binding / host cell endosome / cytoplasmic vesicle / collagen-containing extracellular matrix / blood microparticle / secretory granule lumen / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / Induction of Cell-Cell Fusion
類似検索 - 分子機能
Protein 3a, betacoronavirus / 3a-like viroporin, transmembrane domain, alpha/betacoronavirus / 3a-like viroporin, cytosolic domain, alpha/betacoronavirus / Betacoronavirus viroporin / Coronavirus (CoV) 3a-like viroporin trans-membrane (TM) domain profile. / Coronavirus (CoV) 3a-like viroporin cytosolic (CD) domain profile. / Apolipoprotein A/E / Apolipoprotein A1/A4/E domain
類似検索 - ドメイン・相同性
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / Apolipoprotein A-I / ORF3a protein
類似検索 - 構成要素
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
Homo sapiens (ヒト)
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 / 解像度: 2.08 Å
データ登録者Kern, D.M. / Hoel, C.M. / Kotecha, A. / Brohawn, S.G.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM123496 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM128263 米国
引用
ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2021
タイトル: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 ORF3a in lipid nanodiscs.
著者: David M Kern / Ben Sorum / Sonali S Mali / Christopher M Hoel / Savitha Sridharan / Jonathan P Remis / Daniel B Toso / Abhay Kotecha / Diana M Bautista / Stephen G Brohawn /
要旨: SARS-CoV-2 ORF3a is a putative viral ion channel implicated in autophagy inhibition, inflammasome activation and apoptosis. 3a protein and anti-3a antibodies are found in infected patient tissues and ...SARS-CoV-2 ORF3a is a putative viral ion channel implicated in autophagy inhibition, inflammasome activation and apoptosis. 3a protein and anti-3a antibodies are found in infected patient tissues and plasma. Deletion of 3a in SARS-CoV-1 reduces viral titer and morbidity in mice, suggesting it could be an effective target for vaccines or therapeutics. Here, we present structures of SARS-CoV-2 3a determined by cryo-EM to 2.1-Å resolution. 3a adopts a new fold with a polar cavity that opens to the cytosol and membrane through separate water- and lipid-filled openings. Hydrophilic grooves along outer helices could form ion-conduction paths. Using electrophysiology and fluorescent ion imaging of 3a-reconstituted liposomes, we observe Ca-permeable, nonselective cation channel activity, identify mutations that alter ion permeability and discover polycationic inhibitors of 3a activity. 3a-like proteins are found across coronavirus lineages that infect bats and humans, suggesting that 3a-targeted approaches could treat COVID-19 and other coronavirus diseases.
#1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2021
タイトル: Cryo-EM structure of the SARS-CoV-2 3a ion channel in lipid nanodiscs.
著者: David M Kern / Ben Sorum / Sonali S Mali / Christopher M Hoel / Savitha Sridharan / Jonathan P Remis / Daniel B Toso / Abhay Kotecha / Diana M Bautista / Stephen G Brohawn /
要旨: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the virus that causes the coronavirus disease 2019 (COVID-19). SARS-CoV-2 encodes three putative ion channels: E, 8a, and 3a. 3a is ...Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the virus that causes the coronavirus disease 2019 (COVID-19). SARS-CoV-2 encodes three putative ion channels: E, 8a, and 3a. 3a is expressed in SARS patient tissue and anti-3a antibodies are observed in patient plasma. 3a has been implicated in viral release, inhibition of autophagy, inflammasome activation, and cell death and its deletion reduces viral titer and morbidity in mice, raising the possibility that 3a could be an effective vaccine or therapeutic target. Here, we present the first cryo-EM structures of SARS-CoV-2 3a to 2.1 Å resolution and demonstrate 3a forms an ion channel in reconstituted liposomes. The structures in lipid nanodiscs reveal 3a dimers and tetramers adopt a novel fold with a large polar cavity that spans halfway across the membrane and is accessible to the cytosol and the surrounding bilayer through separate water- and lipid-filled openings. Electrophysiology and fluorescent ion imaging experiments show 3a forms Ca-permeable non-selective cation channels. We identify point mutations that alter ion permeability and discover polycationic inhibitors of 3a channel activity. We find 3a-like proteins in multiple and lineages that infect bats and humans. These data show 3a forms a functional ion channel that may promote COVID-19 pathogenesis and suggest targeting 3a could broadly treat coronavirus diseases.
履歴
登録2020年10月26日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年11月18日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年1月27日Group: Structure summary / カテゴリ: entity / entity_name_com / Item: _entity.pdbx_description / _entity_name_com.name
改定 1.22021年8月18日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / database_2
Item: _citation.year / _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession
改定 2.02022年8月31日Group: Advisory / Atomic model ...Advisory / Atomic model / Database references / Derived calculations / Non-polymer description / Structure summary
カテゴリ: atom_site / chem_comp ...atom_site / chem_comp / citation / citation_author / entity / pdbx_entity_nonpoly / pdbx_unobs_or_zero_occ_atoms
Item: _atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y ..._atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y / _atom_site.Cartn_z / _atom_site.auth_atom_id / _atom_site.label_atom_id / _atom_site.type_symbol / _chem_comp.formula / _chem_comp.formula_weight / _chem_comp.mon_nstd_flag / _chem_comp.name / _entity.formula_weight / _entity.pdbx_description / _pdbx_entity_nonpoly.name / _pdbx_unobs_or_zero_occ_atoms.auth_atom_id / _pdbx_unobs_or_zero_occ_atoms.label_atom_id

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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
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22898
  • 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: ORF3a protein
B: ORF3a protein
C: Apolipoprotein A-I
D: Apolipoprotein A-I
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)115,1156
ポリマ－113,6274
非ポリマー1,4882
水2,198122
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area9370 Å2
ΔGint-82 kcal/mol
Surface area22010 Å2

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要素

#1: タンパク質 ORF3a protein / Accessory protein 3a / Protein U274 / Protein X1 / ORF3a / Protein 3a


分子量: 32165.902 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
遺伝子: 3a
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P0DTC3
#2: タンパク質 Apolipoprotein A-I / Apolipoprotein AI / ApoA-I / Apolipoprotein A1 / MSPE3D1


分子量: 24647.678 Da / 分子数: 2 / Fragment: UNP residues 79-267 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: APOA1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P02647
#3: 化合物 ChemComp-PEE / 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE / Discrete optimized protein energy


分子量: 744.034 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C41H78NO8P / コメント: DOPE, リン脂質*YM
#4: 水 ChemComp-HOH / water / 水


分子量: 18.015 Da / 分子数: 122 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
研究の焦点であるリガンドがあるかN

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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: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: SARS-CoV-2 protein 3A in lipid nanodiscsSARSコロナウイルス
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.062 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
緩衝液pH: 7.4
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMPotassium ChlorideKCl1
試料濃度: 1.1 mg/ml / 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: 300 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: 277 K / 詳細: 1 blot force 5 second wait time 3 second blot time

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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
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類NB
phenix.real_space_refine1.18.2_3874精密化
PHENIX1.18.2_3874精密化
EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.18.2-3874-000 / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.08 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 91218 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築空間: REAL
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 42.33 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00533818
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.70835186
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0464576
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0049626
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d8.6355502

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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)

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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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