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タイトルStructural analyses of the PKA RIIβ holoenzyme containing the oncogenic DnaJB1-PKAc fusion protein reveal protomer asymmetry and fusion-induced allosteric perturbations in fibrolamellar hepatocellular carcinoma.
ジャーナル・号・ページPLoS Biol, Vol. 18, Issue 12, Page e3001018, Year 2020
掲載日2020年12月28日
著者Tsan-Wen Lu / Phillip C Aoto / Jui-Hung Weng / Cole Nielsen / Jennifer N Cash / James Hall / Ping Zhang / Sanford M Simon / Michael A Cianfrocco / Susan S Taylor /
PubMed 要旨When the J-domain of the heat shock protein DnaJB1 is fused to the catalytic (C) subunit of cAMP-dependent protein kinase (PKA), replacing exon 1, this fusion protein, J-C subunit (J-C), becomes the ...When the J-domain of the heat shock protein DnaJB1 is fused to the catalytic (C) subunit of cAMP-dependent protein kinase (PKA), replacing exon 1, this fusion protein, J-C subunit (J-C), becomes the driver of fibrolamellar hepatocellular carcinoma (FL-HCC). Here, we use cryo-electron microscopy (cryo-EM) to characterize J-C bound to RIIβ, the major PKA regulatory (R) subunit in liver, thus reporting the first cryo-EM structure of any PKA holoenzyme. We report several differences in both structure and dynamics that could not be captured by the conventional crystallography approaches used to obtain prior structures. Most striking is the asymmetry caused by the absence of the second cyclic nucleotide binding (CNB) domain and the J-domain in one of the RIIβ:J-C protomers. Using molecular dynamics (MD) simulations, we discovered that this asymmetry is already present in the wild-type (WT) RIIβ2C2 but had been masked in the previous crystal structure. This asymmetry may link to the intrinsic allosteric regulation of all PKA holoenzymes and could also explain why most disease mutations in PKA regulatory subunits are dominant negative. The cryo-EM structure, combined with small-angle X-ray scattering (SAXS), also allowed us to predict the general position of the Dimerization/Docking (D/D) domain, which is essential for localization and interacting with membrane-anchored A-Kinase-Anchoring Proteins (AKAPs). This position provides a multivalent mechanism for interaction of the RIIβ holoenzyme with membranes and would be perturbed in the oncogenic fusion protein. The J-domain also alters several biochemical properties of the RIIβ holoenzyme: It is easier to activate with cAMP, and the cooperativity is reduced. These results provide new insights into how the finely tuned allosteric PKA signaling network is disrupted by the oncogenic J-C subunit, ultimately leading to the development of FL-HCC.
リンクPLoS Biol / PubMed:33370777 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度6.2 - 7.5 Å
構造データ

21692

6wjf

EMDB-21692, PDB-6wjf:
PKA RIIbeta holoenzyme with DnaJB1-PKAc fusion in fibrolamellar hepatoceullar carcinoma
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.5 Å

21693

6wjg

EMDB-21693, PDB-6wjg:
PKA RIIbeta holoenzyme with DnaJB1-PKAc fusion in fibrolamellar hepatoceullar carcinoma
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.2 Å

由来
  • homo sapiens (ヒト)
  • rattus norvegicus (ドブネズミ)
キーワードSIGNALING PROTEIN / fibrolamellar hepatoceullar carcinoma / PKA / cAMP (CAMP) / Kinase (キナーゼ)

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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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