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万見
- EMDB-14922: cryo-EM structure of omicron spike in complex with de novo design... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-14922
タイトルcryo-EM structure of omicron spike in complex with de novo designed binder, full map
マップデータvhf
試料
  • 複合体: omicron spike in complex with de novo designed binder, full map
    • 複合体: omicron spike
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein,Envelope glycoprotein
    • 複合体: de novo designed binder
      • タンパク質・ペプチド: de novo designed binder
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
機能・相同性
機能・相同性情報


Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell ...Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / Attachment and Entry / membrane fusion / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / エンベロープ (ウイルス) / symbiont-mediated suppression of host type I interferon-mediated signaling pathway / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / 生体膜 / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus ...Fibritin C-terminal / Fibritin C-terminal region / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2 / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
Envelope glycoprotein / スパイクタンパク質
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) / Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ) / Tequatrovirus T4 (T4ファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.8 Å
データ登録者Pablo G / Sarah W / Alexandra VH / Anthony M / Andreas S / Zander H / Dongchun N / Shuguang T / Freyr S / Casper G ...Pablo G / Sarah W / Alexandra VH / Anthony M / Andreas S / Zander H / Dongchun N / Shuguang T / Freyr S / Casper G / Priscilla T / Alexandra T / Stephane R / Sandrine G / Jane M / Aaron P / Zepeng X / Yan C / Pu H / George G / Elisa O / Beat F / Didier T / Henning S / Michael B / Bruno EC
資金援助European Union, スイス, 5件
OrganizationGrant number国
European Research Council (ERC)European Research Council (starting grant no. 716058)European Union
Swiss National Science FoundationNCCR transcure 185544 スイス
Swiss National Science Foundation310030_188744 スイス
Swiss National Science FoundationNCCR Molecular Systems Engineering スイス
Swiss National Science FoundationNCCR Chemical Biology スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: De novo design of protein interactions with learned surface fingerprints.
著者: Pablo Gainza / Sarah Wehrle / Alexandra Van Hall-Beauvais / Anthony Marchand / Andreas Scheck / Zander Harteveld / Stephen Buckley / Dongchun Ni / Shuguang Tan / Freyr Sverrisson / Casper ...著者: Pablo Gainza / Sarah Wehrle / Alexandra Van Hall-Beauvais / Anthony Marchand / Andreas Scheck / Zander Harteveld / Stephen Buckley / Dongchun Ni / Shuguang Tan / Freyr Sverrisson / Casper Goverde / Priscilla Turelli / Charlène Raclot / Alexandra Teslenko / Martin Pacesa / Stéphane Rosset / Sandrine Georgeon / Jane Marsden / Aaron Petruzzella / Kefang Liu / Zepeng Xu / Yan Chai / Pu Han / George F Gao / Elisa Oricchio / Beat Fierz / Didier Trono / Henning Stahlberg / Michael Bronstein / Bruno E Correia /
要旨: Physical interactions between proteins are essential for most biological processes governing life. However, the molecular determinants of such interactions have been challenging to understand, even ...Physical interactions between proteins are essential for most biological processes governing life. However, the molecular determinants of such interactions have been challenging to understand, even as genomic, proteomic and structural data increase. This knowledge gap has been a major obstacle for the comprehensive understanding of cellular protein-protein interaction networks and for the de novo design of protein binders that are crucial for synthetic biology and translational applications. Here we use a geometric deep-learning framework operating on protein surfaces that generates fingerprints to describe geometric and chemical features that are critical to drive protein-protein interactions. We hypothesized that these fingerprints capture the key aspects of molecular recognition that represent a new paradigm in the computational design of novel protein interactions. As a proof of principle, we computationally designed several de novo protein binders to engage four protein targets: SARS-CoV-2 spike, PD-1, PD-L1 and CTLA-4. Several designs were experimentally optimized, whereas others were generated purely in silico, reaching nanomolar affinity with structural and mutational characterization showing highly accurate predictions. Overall, our surface-centric approach captures the physical and chemical determinants of molecular recognition, enabling an approach for the de novo design of protein interactions and, more broadly, of artificial proteins with function.
履歴
登録2022年5月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年3月8日-
マップ公開2023年3月8日-
更新2023年5月24日-
現状2023年5月24日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_14922.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_14922.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈vhf
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.2342 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.09
最小 - 最大-0.3435323 - 0.8410053
平均 (標準偏差)-0.00012876165 (±0.022756841)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 345.576 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: gfgf

ファイルemd_14922_half_map_1.map
注釈gfgf
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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ハーフマップ: fgfg

ファイルemd_14922_half_map_2.map
注釈fgfg
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 : omicron spike in complex with de novo designed binder, full map

全体名称: omicron spike in complex with de novo designed binder, full map
要素
  • 複合体: omicron spike in complex with de novo designed binder, full map
    • 複合体: omicron spike
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein,Envelope glycoprotein
    • 複合体: de novo designed binder
      • タンパク質・ペプチド: de novo designed binder
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: omicron spike in complex with de novo designed binder, full map

超分子名称: omicron spike in complex with de novo designed binder, full map
タイプ: complex / ID: 1 / キメラ: Yes / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2

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超分子 #2: omicron spike

超分子名称: omicron spike / タイプ: complex / ID: 2 / キメラ: Yes / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)

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超分子 #3: de novo designed binder

超分子名称: de novo designed binder / タイプ: complex / ID: 3 / キメラ: Yes / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ)

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分子 #1: Spike glycoprotein,Envelope glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein,Envelope glycoprotein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Tequatrovirus T4 (T4ファージ)
分子量理論値: 142.558094 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHVISG TNGTKRFDNP VLPFNDGVY FASIEKSNII RGWIFGTTLD SKTQSLLIVN NATNVVIKVC EFQFCNDPFL DHKNNKSWME SEFRVYSSAN N CTFEYVSQ ...文字列:
MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHVISG TNGTKRFDNP VLPFNDGVY FASIEKSNII RGWIFGTTLD SKTQSLLIVN NATNVVIKVC EFQFCNDPFL DHKNNKSWME SEFRVYSSAN N CTFEYVSQ PFLMDLEGKQ GNFKNLREFV FKNIDGYFKI YSKHTPIIVR EPEDLPQGFS ALEPLVDLPI GINITRFQTL LA LHRSYLT PGDSSSGWTA GAAAYYVGYL QPRTFLLKYN ENGTITDAVD CALDPLSETK CTLKSFTVEK GIYQTSNFRV QPT ESIVRF PNITNLCPFD EVFNATRFAS VYAWNRKRIS NCVADYSVLY NLAPFFTFKC YGVSPTKLND LCFTNVYADS FVIR GDEVR QIAPGQTGNI ADYNYKLPDD FTGCVIAWNS NKLDSKVSGN YNYLYRLFRK SNLKPFERDI STEIYQAGNK PCNGV AGFN CYFPLRSYSF RPTYGVGHQP YRVVVLSFEL LHAPATVCGP KKSTNLVKNK CVNFNFNGLK GTGVLTESNK KFLPFQ QFG RDIADTTDAV RDPQTLEILD ITPCSFGGVS VITPGTNTSN QVAVLYQGVN CTEVPVAIHA DQLTPTWRVY STGSNVF QT RAGCLIGAEY VNNSYECDIP IGAGICASYQ TQTKSHGSAS SVASQSIIAY TMSLGAENSV AYSNNSIAIP TNFTISVT T EILPVSMTKT SVDCTMYICG DSTECSNLLL QYGSFCTQLK RALTGIAVEQ DKNTQEVFAQ VKQIYKTPPI KYFGGFNFS QILPDPSKPS KRSFIEDLLF NKVTLADAGF IKQYGDCLGD IAARDLICAQ KFKGLTVLPP LLTDEMIAQY TSALLAGTIT SGWTFGAGA ALQIPFAMQM AYRFNGIGVT QNVLYENQKL IANQFNSAIG KIQDSLSSTA SALGKLQDVV NHNAQALNTL V KQLSSKFG AISSVLNDIF SRLDPPEAEV QIDRLITGRL QSLQTYVTQQ LIRAAEIRAS ANLAATKMSE CVLGQSKRVD FC GKGYHLM SFPQSAPHGV VFLHVTYVPA QEKNFTTAPA ICHDGKAHFP REGVFVSNGT HWFVTQRNFY EPQIITTDNT FVS GNCDVV IGIVNNTVYD PLQPELDSFK EELDKYFKNH TSPDVDLGDI SGINASVVNI QKEIDRLNEV AKNLNESLID LQEL GKYEQ GSGYIPEAPR DGQAYVRKDG EWVLLSTFLG RSLEVLFQGP GHHHHHHHHS AWSHPQFEKG GGSGGGGSGG SAWSH PQFE K

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分子 #2: de novo designed binder

分子名称: de novo designed binder / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエ)
分子量理論値: 8.829904 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
ETGASSTNML EALQQRLQFY HGQVARAALE NNSGKARRFG RIVKQYEDAI KLYKAGKPVP YDELPVPPGF GGSENLYFQ

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分子 #5: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 16 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン / N-アセチルグルコサミン

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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
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 165000
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: TFS Selectris X
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
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均露光時間: 5.82 sec. / 平均電子線量: 60.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 1820333
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 50758
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 温度因子: 33.8
得られたモデル

PDB-7zrv:
cryo-EM structure of omicron spike in complex with de novo designed binder, full map

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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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