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タイトルERK2-topoisomerase II regulatory axis is important for gene activation in immediate early genes.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 14, Issue 1, Page 8341, Year 2023
掲載日2023年12月14日
著者Heeyoun Bunch / Deukyeong Kim / Masahiro Naganuma / Reiko Nakagawa / Anh Cong / Jaehyeon Jeong / Haruhiko Ehara / Hongha Vu / Jeong Ho Chang / Matthew J Schellenberg / Shun-Ichi Sekine /
PubMed 要旨The function of the mitogen-activated protein kinase signaling pathway is required for the activation of immediate early genes (IEGs), including EGR1 and FOS, for cell growth and proliferation. ...The function of the mitogen-activated protein kinase signaling pathway is required for the activation of immediate early genes (IEGs), including EGR1 and FOS, for cell growth and proliferation. Recent studies have identified topoisomerase II (TOP2) as one of the important regulators of the transcriptional activation of IEGs. However, the mechanism underlying transcriptional regulation involving TOP2 in IEG activation has remained unknown. Here, we demonstrate that ERK2, but not ERK1, is important for IEG transcriptional activation and report a critical ELK1 binding sequence for ERK2 function at the EGR1 gene. Our data indicate that both ERK1 and ERK2 extensively phosphorylate the C-terminal domain of TOP2B at mutual and distinctive residues. Although both ERK1 and ERK2 enhance the catalytic rate of TOP2B required to relax positive DNA supercoiling, ERK2 delays TOP2B catalysis of negative DNA supercoiling. In addition, ERK1 may relax DNA supercoiling by itself. ERK2 catalytic inhibition or knock-down interferes with transcription and deregulates TOP2B in IEGs. Furthermore, we present the first cryo-EM structure of the human cell-purified TOP2B and etoposide together with the EGR1 transcriptional start site (-30 to +20) that has the strongest affinity to TOP2B within -423 to +332. The structure shows TOP2B-mediated breakage and dramatic bending of the DNA. Transcription is activated by etoposide, while it is inhibited by ICRF193 at EGR1 and FOS, suggesting that TOP2B-mediated DNA break to favor transcriptional activation. Taken together, this study suggests that activated ERK2 phosphorylates TOP2B to regulate TOP2-DNA interactions and favor transcriptional activation in IEGs. We propose that TOP2B association, catalysis, and dissociation on its substrate DNA are important processes for regulating transcription and that ERK2-mediated TOP2B phosphorylation may be key for the catalysis and dissociation steps.
リンクNat Commun / PubMed:38097570 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.9 Å
構造データ

34022

7yq8

EMDB-34022, PDB-7yq8:
Cryo-EM structure of human topoisomerase II beta in complex with DNA and etoposide
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

化合物

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-EVP:
(5S,5aR,8aR,9R)-9-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-8-oxo-5,5a,6,8,8a,9-hexahydrofuro[3',4':6,7]naphtho[2,3-d][1,3]dioxol / エトポシド / 薬剤, 化学療法薬*YM

由来
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードISOMERASE/DNA / Topoisomerase / Etoposide / DNA / ISOMERASE / ISOMERASE-DNA complex

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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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