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タイトルMechanism and structural dynamics of sulfur transfer during de novo [2Fe-2S] cluster assembly on ISCU2.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 15, Issue 1, Page 3269, Year 2024
掲載日2024年4月16日
著者Vinzent Schulz / Ralf Steinhilper / Jonathan Oltmanns / Sven-A Freibert / Nils Krapoth / Uwe Linne / Sonja Welsch / Maren H Hoock / Volker Schünemann / Bonnie J Murphy / Roland Lill /
PubMed 要旨Maturation of iron-sulfur proteins in eukaryotes is initiated in mitochondria by the core iron-sulfur cluster assembly (ISC) complex, consisting of the cysteine desulfurase sub-complex NFS1-ISD11- ...Maturation of iron-sulfur proteins in eukaryotes is initiated in mitochondria by the core iron-sulfur cluster assembly (ISC) complex, consisting of the cysteine desulfurase sub-complex NFS1-ISD11-ACP1, the scaffold protein ISCU2, the electron donor ferredoxin FDX2, and frataxin, a protein dysfunctional in Friedreich's ataxia. The core ISC complex synthesizes [2Fe-2S] clusters de novo from Fe and a persulfide (SSH) bound at conserved cluster assembly site residues. Here, we elucidate the poorly understood Fe-dependent mechanism of persulfide transfer from cysteine desulfurase NFS1 to ISCU2. High-resolution cryo-EM structures obtained from anaerobically prepared samples provide snapshots that both visualize different stages of persulfide transfer from Cys381 to Cys138 and clarify the molecular role of frataxin in optimally positioning assembly site residues for fast sulfur transfer. Biochemical analyses assign ISCU2 residues essential for sulfur transfer, and reveal that Cys138 rapidly receives the persulfide without a detectable intermediate. Mössbauer spectroscopy assessing the Fe coordination of various sulfur transfer intermediates shows a dynamic equilibrium between pre- and post-sulfur-transfer states shifted by frataxin. Collectively, our study defines crucial mechanistic stages of physiological [2Fe-2S] cluster assembly and clarifies frataxin's molecular role in this fundamental process.
リンクNat Commun / PubMed:38627381 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.41 - 2.75 Å
構造データ

EMDB-17731: Structure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynthesis complex during persulfide transfer (consensus map)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.41 Å

17732

8pk8

EMDB-17732, PDB-8pk8:
Structure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynthesis complex during persulfide transfer (persulfide on ISCU2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.49 Å

17733

8pk9

EMDB-17733, PDB-8pk9:
Structure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynthesis complex during persulfide transfer (persulfide on NFS1 and ISCU2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.58 Å

17734

8pka

EMDB-17734, PDB-8pka:
Structure of the human mitochondrial iron-sulfur cluster biosynthesis complex during persulfide transfer (without frataxin)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.75 Å

化合物

ChemComp-PLP:
PYRIDOXAL-5'-PHOSPHATE / ピリドキサ-ル5′-りん酸 / ピリドキサールリン酸

ChemComp-8Q1:
S-[2-({N-[(2R)-2-hydroxy-3,3-dimethyl-4-(phosphonooxy)butanoyl]-beta-alanyl}amino)ethyl] dodecanethioate

ChemComp-FE2:
Unknown entry

ChemComp-HOH:
WATER / 水

由来
  • homo sapiens (ヒト)
  • escherichia coli bl21(de3) (大腸菌)
キーワードTRANSFERASE (転移酵素) / cysteine desulfurase / FeS biosynthesis / FeS biogenesis / mitochondria (ミトコンドリア) / Friedreich's ataxia (フリードライヒ運動失調症) / persulfide / frataxin

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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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