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タイトルA structure of the relict phycobilisome from a thylakoid-free cyanobacterium.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 14, Issue 1, Page 8009, Year 2023
掲載日2023年12月4日
著者Han-Wei Jiang / Hsiang-Yi Wu / Chun-Hsiung Wang / Cheng-Han Yang / Jui-Tse Ko / Han-Chen Ho / Ming-Daw Tsai / Donald A Bryant / Fay-Wei Li / Meng-Chiao Ho / Ming-Yang Ho /
PubMed 要旨Phycobilisomes (PBS) are antenna megacomplexes that transfer energy to photosystems II and I in thylakoids. PBS likely evolved from a basic, inefficient form into the predominant hemidiscoidal shape ...Phycobilisomes (PBS) are antenna megacomplexes that transfer energy to photosystems II and I in thylakoids. PBS likely evolved from a basic, inefficient form into the predominant hemidiscoidal shape with radiating peripheral rods. However, it has been challenging to test this hypothesis because ancestral species are generally inaccessible. Here we use spectroscopy and cryo-electron microscopy to reveal a structure of a "paddle-shaped" PBS from a thylakoid-free cyanobacterium that likely retains ancestral traits. This PBS lacks rods and specialized ApcD and ApcF subunits, indicating relict characteristics. Other features include linkers connecting two chains of five phycocyanin hexamers (CpcN) and two core subdomains (ApcH), resulting in a paddle-shaped configuration. Energy transfer calculations demonstrate that chains are less efficient than rods. These features may nevertheless have increased light absorption by elongating PBS before multilayered thylakoids with hemidiscoidal PBS evolved. Our results provide insights into the evolution and diversification of light-harvesting strategies before the origin of thylakoids.
リンクNat Commun / PubMed:38049400 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.38 - 3.97 Å
構造データ

EMDB-35530: Cryo-EM structure of cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.99 Å

EMDB-35531: Focused refinement cryo-EM map of A1-A2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A-1, Map01)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.64 Å

EMDB-35534: Focused refinement cryo-EM map of A3-A4 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A-2, Map02)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.64 Å

EMDB-35537: Focused refinement cryo-EM map of B'1-B'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A-3, Map03)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.48 Å

EMDB-35541: Focused refinement cryo-EM map of C'1-C'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A-4, Map04)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.52 Å

EMDB-35542: Focused refinement cryo-EM map of A'1-A'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B-1, Map05)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.73 Å

EMDB-35544: Focused refinement cryo-EM map of A'3-A'4 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B-2, Map06)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.63 Å

EMDB-35546: Focused refinement cryo-EM map of B1-B2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B-3, Map07)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.47 Å

EMDB-35548: Focused refinement cryo-EM map of C1-C2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B-4, Map08)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.52 Å

EMDB-35549: Focused refinement cryo-EM map of D3-D4 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C-1, Map09)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.38 Å

EMDB-35550: Focused refinement cryo-EM map of D1-D2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C-2, Map10)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.53 Å

EMDB-35551: Focused refinement cryo-EM map of D'3-D'4 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C-3, Map11)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.39 Å

EMDB-35552: Focused refinement cryo-EM map of D'1-D'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C-4, Map12)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.54 Å

EMDB-35553: Focused refinement cryo-EM map of Rs2I-Rs2II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster D-1, Map13)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.79 Å

EMDB-35554: Focused refinement cryo-EM map of Rs1I-Rs1II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster D-2, Map14)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.74 Å

EMDB-35555: Focused refinement cryo-EM map of RbI-RbII cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster D-3, Map15)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.13 Å

EMDB-35556: Focused refinement cryo-EM map of Rs2'I-Rs2'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster E-1, Map16)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.89 Å

EMDB-35557: Focused refinement cryo-EM map of Rs1'I-Rs1'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster E-2, Map17)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.86 Å

EMDB-35558: Focused refinement cryo-EM map of Rb'I-Rb'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster E-3, Map18)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.05 Å

EMDB-35559: Focused refinement cryo-EM map of Rt1I-Rt1II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster F-1, Map19)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.23 Å

EMDB-35560: Focused refinement cryo-EM map of Rt2'I-Rt2'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster F-2, Map20)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-35561: Focused refinement cryo-EM map of Rt3I-Rt3II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster F-3, Map21)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.91 Å

EMDB-35562: Focused refinement cryo-EM map of Rt1'I-Rt1'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster G-1, Map22)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

EMDB-35563: Focused refinement cryo-EM map of Rt2I-Rt2II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster G-2, Map23)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.29 Å

EMDB-35564: Focused refinement cryo-EM map of Rt3'I-Rt3'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster G-3, Map24)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.97 Å

35565

8imi

EMDB-35565: Composite cryo-EM map for A1-A2, A3-A4, B'1-B'2, C'1-C'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A)
PDB-8imi: A1-A2, A3-A4, B'1-B'2, C'1-C'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster A)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.59 Å

35566

8imj

EMDB-35566: Composite cryo-EM map for A'1-A'2, A'3-A'4, B1-B2, C1-C2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B)
PDB-8imj: A'1-A'2, A'3-A'4, B1-B2, C1-C2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster B)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.59 Å

35567

8imk

EMDB-35567: Composite cryo-EM map for D3-D4, D1-D2, D'3-D'4, D'1-D'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C)
PDB-8imk: D3-D4, D1-D2, D'3-D'4, D'1-D'2 cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster C)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.48 Å

35568

8iml

EMDB-35568: Composite cryo-EM map for Rs2I-Rs2II, Rs1I-Rs1II, RbI-RbII cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster D)
PDB-8iml: Rs2I-Rs2II, Rs1I-Rs1II, RbI-RbII cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster D)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.74 Å

35569

8imm

EMDB-35569: Composite cryo-EM map for Rs2'I-Rs2'II, Rs1'I-Rs1'II, Rb'I-Rb'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster E)
PDB-8imm: Rs2'I-Rs2'II, Rs1'I-Rs1'II, Rb'I-Rb'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster E)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.76 Å

35570

8imn

EMDB-35570: Composite cryo-EM map for Rt1I-Rt1II, Rt2'I-Rt2'II, Rt3I-Rt3II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster F)
PDB-8imn: Rt1I-Rt1II, Rt2'I-Rt2'II, Rt3I-Rt3II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster F)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.07 Å

35571

8imo

EMDB-35571: Composite cryo-EM map for Rt1'I-Rt1'II, Rt2I-Rt2II, Rt3'I-Rt3'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster G)
PDB-8imo: Rt1'I-Rt1'II, Rt2I-Rt2II, Rt3'I-Rt3'II cylinder in cyanobacterial phycobilisome from Anthocerotibacter panamensis (Cluster G)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.08 Å

化合物

ChemComp-CYC:
PHYCOCYANOBILIN / フィコシアノビリン

由来
  • anthocerotibacter panamensis (バクテリア)
キーワードPHOTOSYNTHESIS (光合成) / Complex

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万見文献について

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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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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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