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- EMDB-22514: SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH binder -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-22514
タイトルSARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH binder
マップデータ
試料Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
  • engineered trimerized VH domain
  • SARS CoV2 Spike ectodomain
  • autonomous human heavy chain variable domain
  • Spike glycoproteinスパイクタンパク質
機能・相同性
機能・相同性情報


suppression by virus of host tetherin activity / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated virion attachment to host cell / 小胞小管クラスター / viral translation / host cell surface receptor binding / endocytosis involved in viral entry into host cell / endocytic vesicle membrane / fusion of virus membrane with host plasma membrane / viral protein processing ...suppression by virus of host tetherin activity / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated virion attachment to host cell / 小胞小管クラスター / viral translation / host cell surface receptor binding / endocytosis involved in viral entry into host cell / endocytic vesicle membrane / fusion of virus membrane with host plasma membrane / viral protein processing / suppression by virus of host type I interferon-mediated signaling pathway / fusion of virus membrane with host endosome membrane / エンベロープ (ウイルス) / viral entry into host cell / go:0009405: / 小胞体 / host cell plasma membrane / virion membrane / integral component of membrane / identical protein binding
Spike receptor binding domain superfamily, coronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / in:ipr027400: / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like
スパイクタンパク質
生物種Homo sapiens (ヒト) / Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者QCRG Structural Biology Consortium
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number
Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)HR0011-19-2-0020 米国
FastGrants 米国
Quantitative Biosciences Institute 米国
Laboratory for Genomics Research (LGR)Excellence in Research Award (ERA) 米国
引用
ジャーナル: Nat Chem Biol / : 2021
タイトル: Bi-paratopic and multivalent VH domains block ACE2 binding and neutralize SARS-CoV-2.
著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / ...著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / / Xin X Zhou / Kevin K Leung / James A Wells /
要旨: Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for the treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy ...Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for the treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy (VH) domains toward neutralizing epitopes. We constructed a VH-phage library and targeted the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) binding interface of the SARS-CoV-2 Spike receptor-binding domain (Spike-RBD). Using a masked selection approach, we identified VH binders to two non-overlapping epitopes and further assembled these into multivalent and bi-paratopic formats. These VH constructs showed increased affinity to Spike (up to 600-fold) and neutralization potency (up to 1,400-fold) on pseudotyped SARS-CoV-2 virus when compared to standalone VH domains. The most potent binder, a trivalent VH, neutralized authentic SARS-CoV-2 with a half-maximal inhibitory concentration (IC) of 4.0 nM (180 ng ml). A cryo-EM structure of the trivalent VH bound to Spike shows each VH domain engaging an RBD at the ACE2 binding site, confirming our original design strategy.
#1: ジャーナル: bioRxiv / : 2020
タイトル: Bi-paratopic and multivalent human VH domains neutralize SARS-CoV-2 by targeting distinct epitopes within the ACE2 binding interface of Spike.
著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / ...著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / / Xin X Zhou / Kevin K Leung / James A Wells /
要旨: Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy (VH) ...Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy (VH) domain binders with high affinity toward neutralizing epitopes without the need for high-resolution structural information. We constructed a VH-phage library and targeted a known neutralizing site, the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) binding interface of the trimeric SARS-CoV-2 Spike receptor-binding domain (Spike-RBD). Using a masked selection approach, we identified 85 unique VH binders to two non-overlapping epitopes within the ACE2 binding site on Spike-RBD. This enabled us to systematically link these VH domains into multivalent and bi-paratopic formats. These multivalent and bi-paratopic VH constructs showed a marked increase in affinity to Spike (up to 600-fold) and neutralization potency (up to 1400-fold) on pseudotyped SARS-CoV-2 virus when compared to the standalone VH domains. The most potent binder, a trivalent VH, neutralized authentic SARS-CoV-2 with half-minimal inhibitory concentration (IC ) of 4.0 nM (180 ng/mL). A cryo-EM structure of the trivalent VH bound to Spike shows each VH domain bound an RBD at the ACE2 binding site, explaining its increased neutralization potency and confirming our original design strategy. Our results demonstrate that targeted selection and engineering campaigns using a VH-phage library can enable rapid assembly of highly avid and potent molecules towards therapeutically important protein interfaces.
構造検証レポート簡易版, 詳細版, XML, 構造検証レポートについて
履歴
登録2020年8月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年10月7日-
マップ公開2020年10月7日-
更新2020年12月30日-
現状2020年12月30日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図(断面を密度値に従い着色)
  • 表面レベル: 0.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図(円筒半径に従い着色)
  • 表面レベル: 0.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7jwb
  • 表面レベル: 0.1
  • 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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

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_22514.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 Å
0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 Å
0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.834 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.08 / ムービー #1: 0.1
最小 - 最大-0.14129888 - 0.6405934
平均 (標準偏差)0.00042388256 (±0.022483723)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
Dimensions512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 427.008 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8340.8340.834
M x/y/z512512512
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z427.008427.008427.008
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ304304304
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS512512512
D min/max/mean-0.1410.6410.000

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添付データ

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追加マップ: High resolution reconstruction (3.2A) filtered by the FSC...

ファイルemd_22514_additional_1.map
注釈High resolution reconstruction (3.2A) filtered by the FSC and sharpened. Shows high resolution features but the VH and RBD regions are diffuse.
投影像・断面図
ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

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試料の構成要素

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全体 Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized ...

全体名称: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
構成要素数: 5

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構成要素 #1: タンパク質, Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trim...

タンパク質名称: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
組換発現: No
分子量理論値: 445 kDa

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構成要素 #2: タンパク質, engineered trimerized VH domain

タンパク質名称: engineered trimerized VH domain / 組換発現: No
由来生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(合成)発現系: Escherichia coli K-12 (大腸菌)

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構成要素 #3: タンパク質, SARS CoV2 Spike ectodomain

タンパク質名称: SARS CoV2 Spike ectodomain / 組換発現: No
由来生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
由来(合成)発現系: Cricetulus griseus (モンゴルキヌゲネズミ)

+
構成要素 #4: タンパク質, autonomous human heavy chain variable domain

タンパク質名称: autonomous human heavy chain variable domain / 個数: 1 / 組換発現: No
分子量理論値: 44.264402 kDa
由来生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(合成)発現系: Escherichia coli K-12 (大腸菌)

+
構成要素 #5: タンパク質, Spike glycoprotein

タンパク質名称: Spike glycoproteinスパイクタンパク質 / 個数: 3 / 組換発現: No
分子量理論値: 133.75325 kDa
由来生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
由来(合成)発現系: Cricetulus griseus (モンゴルキヌゲネズミ)

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実験情報

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試料調製

試料試料の状態: 粒子 / 手法: クライオ電子顕微鏡法
試料溶液試料濃度: 0.9 mg/mL / 緩衝液: 20 mM HEPES, pH 8, 200 mM NaCl / pH: 8
凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 温度: 277 K / 湿度: 100 %

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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
撮影顕微鏡: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射量: 78 e/Å2 / 照射モード: FLOOD BEAM
レンズ撮影モード: BRIGHT FIELD
試料ホルダモデル: OTHER
カメラ検出器: OTHER

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画像解析

解析手法: 単粒子再構成法 / 投影像の数: 21000
3次元再構成 #1解像度: 6 Å / 解像度の算出法: OTHER
詳細: This reconstruction is a Gaussian low pass filtered map of a 3.2A gold standard FSC map, to better account for the VH density. The model was fit and relaxed into this map.
3次元再構成 #2解像度: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF
詳細: Same reconstruction as above but filtered based on the gold standard FSC to 3.2A. Shows high resolution features but density for the low occupancy VH is poorly resolved.
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築

モデリング #1精密化のプロトコル: rigid body / 当てはまり具合の基準: cross correlation
利用したPDBモデル: 6X2B, 4G80
鎖ID: A
得られたモデル

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万見について

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お知らせ

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2020年8月12日: New: 新型コロナ情報

New: 新型コロナ情報

  • 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: New: 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:PDBeのEMDBサイト / 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。詳細は下記のリンクをご覧ください。
  • 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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2017年6月16日: Omokage検索で絞り込み

Omokage検索で絞り込み

  • Omokage検索の結果をキーワードとデータベースの種類で絞り込むことができるようになりました。

関連情報:Omokage検索

すべてのお知らせ

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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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