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- PDB-3j4f: Structure of HIV-1 capsid protein by cryo-EM -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 3j4f
タイトルStructure of HIV-1 capsid protein by cryo-EM
要素capsid proteinカプシド
キーワードVIRAL PROTEIN (ウイルスタンパク質) / HIV-1 capsid / core / all-atom model / MDFF / tubular assembly / hexamer (オリゴマー)
機能・相同性
機能・相同性情報


viral budding via host ESCRT complex / viral nucleocapsid / host cell cytoplasm / virion membrane / structural molecule activity / RNA binding / zinc ion binding / identical protein binding / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Gag protein p6 / Gag protein p6 / gag protein p24 N-terminal domain / Immunodeficiency lentiviral matrix, N-terminal / gag gene protein p17 (matrix protein) / Retroviral nucleocapsid Gag protein p24, C-terminal domain / Gag protein p24 C-terminal domain / Matrix protein, lentiviral and alpha-retroviral, N-terminal / Retrovirus capsid, C-terminal / Retroviral matrix protein ...Gag protein p6 / Gag protein p6 / gag protein p24 N-terminal domain / Immunodeficiency lentiviral matrix, N-terminal / gag gene protein p17 (matrix protein) / Retroviral nucleocapsid Gag protein p24, C-terminal domain / Gag protein p24 C-terminal domain / Matrix protein, lentiviral and alpha-retroviral, N-terminal / Retrovirus capsid, C-terminal / Retroviral matrix protein / Retrovirus capsid, N-terminal / ジンクフィンガー / Zinc knuckle / Zinc finger, CCHC-type superfamily / Zinc finger, CCHC-type / Zinc finger CCHC-type profile.
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
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: 8.6 Å
データ登録者Zhao, G. / Perilla, J.R. / Meng, X. / Schulten, K. / Zhang, P.
引用ジャーナル: Nature / 年: 2013
タイトル: Mature HIV-1 capsid structure by cryo-electron microscopy and all-atom molecular dynamics.
著者: Gongpu Zhao / Juan R Perilla / Ernest L Yufenyuy / Xin Meng / Bo Chen / Jiying Ning / Jinwoo Ahn / Angela M Gronenborn / Klaus Schulten / Christopher Aiken / Peijun Zhang /
要旨: Retroviral capsid proteins are conserved structurally but assemble into different morphologies. The mature human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) capsid is best described by a 'fullerene cone' model, ...Retroviral capsid proteins are conserved structurally but assemble into different morphologies. The mature human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) capsid is best described by a 'fullerene cone' model, in which hexamers of the capsid protein are linked to form a hexagonal surface lattice that is closed by incorporating 12 capsid-protein pentamers. HIV-1 capsid protein contains an amino-terminal domain (NTD) comprising seven α-helices and a β-hairpin, a carboxy-terminal domain (CTD) comprising four α-helices, and a flexible linker with a 310-helix connecting the two structural domains. Structures of the capsid-protein assembly units have been determined by X-ray crystallography; however, structural information regarding the assembled capsid and the contacts between the assembly units is incomplete. Here we report the cryo-electron microscopy structure of a tubular HIV-1 capsid-protein assembly at 8 Å resolution and the three-dimensional structure of a native HIV-1 core by cryo-electron tomography. The structure of the tubular assembly shows, at the three-fold interface, a three-helix bundle with critical hydrophobic interactions. Mutagenesis studies confirm that hydrophobic residues in the centre of the three-helix bundle are crucial for capsid assembly and stability, and for viral infectivity. The cryo-electron-microscopy structures enable modelling by large-scale molecular dynamics simulation, resulting in all-atom models for the hexamer-of-hexamer and pentamer-of-hexamer elements as well as for the entire capsid. Incorporation of pentamers results in closer trimer contacts and induces acute surface curvature. The complete atomic HIV-1 capsid model provides a platform for further studies of capsid function and for targeted pharmacological intervention.
履歴
登録2013年7月11日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02013年7月24日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12018年7月18日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_single_particle_entity / em_software / Item: _em_software.image_processing_id / _em_software.name

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構造の表示

ムービー
  • 生物学的単位 - representative helical assembly
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • 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-5582
  • Jmolによる作画
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  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-5582
  • UCSF Chimeraによる作画
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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: capsid protein
B: capsid protein
C: capsid protein
D: capsid protein
E: capsid protein
F: capsid protein


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)154,2156
ポリマ－154,2156
非ポリマー00
水0
1
A: capsid protein
B: capsid protein
C: capsid protein
D: capsid protein
E: capsid protein
F: capsid protein
x 35


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)5,397,523210
ポリマ－5,397,523210
非ポリマー00
水0
タイプ名称対称操作数
helical symmetry operation35
2


  • 登録構造と同一（異なる座標系）
  • helical asymmetric unit
タイプ名称対称操作数
helical symmetry operation1
3


  • 登録構造と同一（異なる座標系）
  • helical asymmetric unit, std helical frame
タイプ名称対称操作数
transform to helical frame1
対称性らせん対称: (回転対称性: 1 / Dyad axis: no / N subunits divisor: 1 / Num. of operations: 35 / Rise per n subunits: 7.247 Å / Rotation per n subunits: -31.13 °)

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要素

#1: タンパク質
capsid protein / カプシド


分子量: 25702.490 Da / 分子数: 6 / 断片: UNP residues 133-363 / 変異: A92E / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
遺伝子: gag / プラスミド: pET21 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): Rosetta 2 (DE3) / 参照: UniProt: Q79791

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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: HELICAL ARRAY / 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: HIV-1 capsid protein / タイプ: COMPLEX / 詳細: hexamer / 別称: HIV CA
分子量値: 0.025 MDa / 実験値: NO
緩衝液名称: 1 M NaCl, 50 mM Tris-HCl / pH: 8 / 詳細: 1 M NaCl, 50 mM Tris-HCl
試料濃度: 2 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 200 mesh quantifoil R2/1 copper grid
急速凍結装置: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / Temp: 95 K / 湿度: 80 %
詳細: With 2.5 uL sample on carbon side, add 3 uL dilution buffer (100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH 8.0) to back side. Blot 3-5 seconds from back side and plunge into liquid ethane with a homemade plunger.
手法: With 2.5 uL sample on carbon side, add 3 uL dilution buffer (100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH 8.0) to back side. Blot 3-5 seconds from back side.

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Tecnai Polara / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI POLARA 300 / 日付: 2010年12月11日
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 59000 X / 倍率（補正後）: 58257 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2 mm / カメラ長: 0 mm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: OTHER / 資料ホルダタイプ: Polara cartridge / 温度: 82 K / 最高温度: 85 K / 最低温度: 80 K / 傾斜角・最大: 0 ° / 傾斜角・最小: 0 °
撮影電子線照射量: 15 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM
画像スキャンデジタル画像の数: 27
放射プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray
放射波長相対比: 1

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1MDFFモデルフィッティング
2FREALIGN３次元再構成
CTF補正詳細: each filament
らせん対称回転角度/サブユニット: 31.13 ° / 軸方向距離/サブユニット: 7.247 Å / らせん対称軸の対称性: C1
3次元再構成手法: real space helical reconstruction / 解像度: 8.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF / 粒子像の数: 3210 / ピクセルサイズ（実測値）: 1.09 Å
詳細: (Helical Details: The segments were aligned and reconstructed using Frealign. Twofold symmetry was imposed using IHRSR++.)
対称性のタイプ: HELICAL
原子モデル構築
IDプロトコル空間詳細
1FLEXIBLE FITREALMETHOD--Seven hexamers were docked into density then solvated into 1M NaCl. Secondary structure restraints were applied to helices 1 to 11. MDFF was run for 10 ns with symmetry restraints between CA monomers along the chiral axis. The center hexamer was then extracted. PDB entries 3H47 and 2KOD were the starting structures. REFINEMENT PROTOCOL--flexible
2FLEXIBLE FITREALMETHOD--Seven hexamers were docked into density then solvated into 1M NaCl. Secondary structure restraints were applied to helices 1 to 11. MDFF was run for 10 ns with symmetry restraints between CA monomers along the chiral axis. The center hexamer was then extracted. PDB entries 3H47 and 2KOD were the starting structures. REFINEMENT PROTOCOL--flexible
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-ID
12KOD

2kod

1
23H47

3h47

2
精密化ステップサイクル: LAST
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数10799 0 0 0 10799

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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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