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- EMDB-18056: HACE1 in complex with RAC1 Q61L -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-18056
タイトルHACE1 in complex with RAC1 Q61L
マップデータ
試料
  • 複合体: HACE1 in complex with RAC1 Q61L
    • タンパク質・ペプチド: E3 ubiquitin-protein ligase HACE1
    • タンパク質・ペプチド: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1
  • リガンド: iodoacetic acid
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
キーワードE3 / ubiquitin ligase / small GTPase / crosslink / SIA / LIGASE
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of respiratory burst / regulation of neutrophil migration / localization within membrane / negative regulation of interleukin-23 production / Activated NTRK2 signals through CDK5 / negative regulation of receptor-mediated endocytosis / ruffle assembly / regulation of hydrogen peroxide metabolic process / NTRK2 activates RAC1 / engulfment of apoptotic cell ...regulation of respiratory burst / regulation of neutrophil migration / localization within membrane / negative regulation of interleukin-23 production / Activated NTRK2 signals through CDK5 / negative regulation of receptor-mediated endocytosis / ruffle assembly / regulation of hydrogen peroxide metabolic process / NTRK2 activates RAC1 / engulfment of apoptotic cell / Inactivation of CDC42 and RAC1 / NADPH oxidase complex / respiratory burst / cortical cytoskeleton organization / WNT5:FZD7-mediated leishmania damping / SEMA3A-Plexin repulsion signaling by inhibiting Integrin adhesion / hepatocyte growth factor receptor signaling pathway / HECT-type E3 ubiquitin transferase / ruffle organization / Nef and signal transduction / regulation of stress fiber assembly / thioesterase binding / cell projection assembly / negative regulation of fibroblast migration / RHO GTPases activate CIT / sphingosine-1-phosphate receptor signaling pathway / RHO GTPases activate KTN1 / regulation of nitric oxide biosynthetic process / PCP/CE pathway / Activation of RAC1 / motor neuron axon guidance / positive regulation of neutrophil chemotaxis / regulation of lamellipodium assembly / Azathioprine ADME / MET activates RAP1 and RAC1 / DCC mediated attractive signaling / positive regulation of cell-substrate adhesion / Sema4D mediated inhibition of cell attachment and migration / CD28 dependent Vav1 pathway / Ephrin signaling / Wnt signaling pathway, planar cell polarity pathway / lamellipodium assembly / NRAGE signals death through JNK / small GTPase-mediated signal transduction / regulation of cell size / positive regulation of Rho protein signal transduction / Golgi cisterna membrane / Rho GDP-dissociation inhibitor binding / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / establishment or maintenance of cell polarity / Rac protein signal transduction / Golgi organization / RHO GTPases activate PAKs / positive regulation of focal adhesion assembly / Sema3A PAK dependent Axon repulsion / semaphorin-plexin signaling pathway / ficolin-1-rich granule membrane / RHO GTPases Activate NADPH Oxidases / EPH-ephrin mediated repulsion of cells / anatomical structure morphogenesis / RHO GTPases Activate WASPs and WAVEs / RHO GTPases activate IQGAPs / protein K48-linked ubiquitination / positive regulation of lamellipodium assembly / PTK6 Regulates RHO GTPases, RAS GTPase and MAP kinases / positive regulation of substrate adhesion-dependent cell spreading / RHO GTPases activate PKNs / positive regulation of stress fiber assembly / GPVI-mediated activation cascade / positive regulation of microtubule polymerization / EPHB-mediated forward signaling / RAC1 GTPase cycle / regulation of cell migration / actin filament polymerization / positive regulation of endothelial cell migration / cell-matrix adhesion / substrate adhesion-dependent cell spreading / cell chemotaxis / secretory granule membrane / small monomeric GTPase / VEGFR2 mediated vascular permeability / Signal transduction by L1 / actin filament organization / cell motility / Translocation of SLC2A4 (GLUT4) to the plasma membrane / regulation of actin cytoskeleton organization / RHO GTPases Activate Formins / FCGR3A-mediated phagocytosis / FCERI mediated MAPK activation / neuron migration / trans-Golgi network / MAPK6/MAPK4 signaling / Signaling by SCF-KIT / G protein activity / Regulation of actin dynamics for phagocytic cup formation / VEGFA-VEGFR2 Pathway / response to wounding / ruffle membrane / small GTPase binding / cytoplasmic ribonucleoprotein granule
類似検索 - 分子機能
: / Ankyrin repeats (many copies) / HECT domain / HECT, E3 ligase catalytic domain / HECT-domain (ubiquitin-transferase) / HECT domain profile. / Domain Homologous to E6-AP Carboxyl Terminus with / Small GTPase Rho / small GTPase Rho family profile. / Rho (Ras homology) subfamily of Ras-like small GTPases ...: / Ankyrin repeats (many copies) / HECT domain / HECT, E3 ligase catalytic domain / HECT-domain (ubiquitin-transferase) / HECT domain profile. / Domain Homologous to E6-AP Carboxyl Terminus with / Small GTPase Rho / small GTPase Rho family profile. / Rho (Ras homology) subfamily of Ras-like small GTPases / Ras subfamily of RAS small GTPases / Small GTPase / Ras family / Ankyrin repeats (3 copies) / Ankyrin repeat profile. / Ankyrin repeat region circular profile. / ankyrin repeats / Rab subfamily of small GTPases / Ankyrin repeat / Ankyrin repeat-containing domain superfamily / Small GTP-binding protein domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 / E3 ubiquitin-protein ligase HACE1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.2 Å
データ登録者Wolter M / Duering J / Dienemann C / Lorenz S
資金援助European Union, ドイツ, 2件
OrganizationGrant number国
European Molecular Biology Organization (EMBO)EMBO ALTF 439-2022European Union
Max Planck Society ドイツ
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2024
タイトル: Structural mechanisms of autoinhibition and substrate recognition by the ubiquitin ligase HACE1.
著者: Jonas Düring / Madita Wolter / Julia J Toplak / Camilo Torres / Olexandr Dybkov / Thornton J Fokkens / Katherine E Bohnsack / Henning Urlaub / Wieland Steinchen / Christian Dienemann / Sonja Lorenz /
要旨: Ubiquitin ligases (E3s) are pivotal specificity determinants in the ubiquitin system by selecting substrates and decorating them with distinct ubiquitin signals. However, structure determination of ...Ubiquitin ligases (E3s) are pivotal specificity determinants in the ubiquitin system by selecting substrates and decorating them with distinct ubiquitin signals. However, structure determination of the underlying, specific E3-substrate complexes has proven challenging owing to their transient nature. In particular, it is incompletely understood how members of the catalytic cysteine-driven class of HECT-type ligases (HECTs) position substrate proteins for modification. Here, we report a cryogenic electron microscopy (cryo-EM) structure of the full-length human HECT HACE1, along with solution-based conformational analyses by small-angle X-ray scattering and hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry. Structure-based functional analyses in vitro and in cells reveal that the activity of HACE1 is stringently regulated by dimerization-induced autoinhibition. The inhibition occurs at the first step of the catalytic cycle and is thus substrate-independent. We use mechanism-based chemical crosslinking to reconstitute a complex of activated, monomeric HACE1 with its major substrate, RAC1, determine its structure by cryo-EM and validate the binding mode by solution-based analyses. Our findings explain how HACE1 achieves selectivity in ubiquitinating the active, GTP-loaded state of RAC1 and establish a framework for interpreting mutational alterations of the HACE1-RAC1 interplay in disease. More broadly, this work illuminates central unexplored aspects in the architecture, conformational dynamics, regulation and specificity of full-length HECTs.
履歴
登録2023年7月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月10日-
マップ公開2024年1月10日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_18056.png

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_18056.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 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
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 250.2 Å		0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 250.2 Å		0.83 Å/pix.
x 300 pix.
= 250.2 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

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.6
最小 - 最大-6.2318587 - 8.421029000000001
平均 (標準偏差)0.008510813 (±0.123904176)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 250.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_18056_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_18056_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : HACE1 in complex with RAC1 Q61L

全体名称: HACE1 in complex with RAC1 Q61L
要素
  • 複合体: HACE1 in complex with RAC1 Q61L
    • タンパク質・ペプチド: E3 ubiquitin-protein ligase HACE1
    • タンパク質・ペプチド: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1
  • リガンド: iodoacetic acid
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

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超分子 #1: HACE1 in complex with RAC1 Q61L

超分子名称: HACE1 in complex with RAC1 Q61L / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: E3 ubiquitin-protein ligase HACE1

分子名称: E3 ubiquitin-protein ligase HACE1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: HECT-type E3 ubiquitin transferase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 99.930656 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: GELPEDNETA VYTLMPMVMA DQHRSVSELL SNSKFDVNYA FGRVKRSLLH IAANCGSVEC LVLLLKKGAN PNYQDISGCT PLHLAARNG QKKCMSKLLE YSADVNICNN EGLTAIHWLA VNGRTELLHD LVQHVSDVDV EDAMGQTALH VACQNGHKTT V QCLLDSGA ...文字列:
GELPEDNETA VYTLMPMVMA DQHRSVSELL SNSKFDVNYA FGRVKRSLLH IAANCGSVEC LVLLLKKGAN PNYQDISGCT PLHLAARNG QKKCMSKLLE YSADVNICNN EGLTAIHWLA VNGRTELLHD LVQHVSDVDV EDAMGQTALH VACQNGHKTT V QCLLDSGA DINRPNVSGA TPLYFACSHG QRDTAQILLL RGAKYLPDKN GVTPLDLCVQ GGYGETCEVL IQYHPRLFQT II QMTQNED LRENMLRQVL EHLSQQSESQ YLKILTSLAE VATTNGHKLL SLSSNYDAQM KSLLRIVRMF CHVFRIGPSS PSN GIDMGY NGNKTPRSQV FKPLELLWHS LDEWLVLIAT ELMKNKRDST EITSILLKQK GQDQDAASIP PFEPPGPGSY ENLS TGTRE SKPDALAGRQ EASADCQDVI SMTANRLSAV IQAFYMCCSC QMPPGMTSPR FIEFVCKHDE VLKCFVNRNP KIIFD HFHF LLECPELMSR FMHIIKAQPF KDRCEWFYEH LHSGQPDSDM VHRPVNENDI LLVHRDSIFR SSCEVVSKAN CAKLKQ GIA VRFHGEEGMG QGVVREWFDI LSNEIVNPDY ALFTQSADGT TFQPNSNSYV NPDHLNYFRF AGQILGLALN HRQLVNI YF TRSFYKHILG IPVNYQDVAS IDPEYAKNLQ WILDNDISDL GLELTFSVET DVFGAMEEVP LKPGGGSILV TQNNKAEY V QLVTELRMTR AIQPQINAFL QGFHMFIPPS LIQLFDEYEL ELLLSGMPEI DVSDWIKNTE YTSGYEREDP VIQWFWEVV EDITQEERVL LLQFVTGSSR VPHGGFANIM GGSGLQNFTI AAVPYTPNLL PTSSTCINML KLPEYPSKEI LKDRLLVALH CGSYGYTMA

UniProtKB: E3 ubiquitin-protein ligase HACE1

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分子 #2: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1

分子名称: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: small monomeric GTPase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 23.769672 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: MGSSHHHHHH SSGLEVLFQG PMQAIKCVVV GDGAVGKTCL LISYTTNAFP GEYIPTVFDN YSANVMVDGK PVNLGLWDTA GLEDYDRLR PLSYPQTDVF LICFSLVSPA SFENVRAKWY PEVRHHCPNT PIILVGTKLD LRDDKDTIEK LKEKKLTPIT Y PQGLAMAK ...文字列:
MGSSHHHHHH SSGLEVLFQG PMQAIKCVVV GDGAVGKTCL LISYTTNAFP GEYIPTVFDN YSANVMVDGK PVNLGLWDTA GLEDYDRLR PLSYPQTDVF LICFSLVSPA SFENVRAKWY PEVRHHCPNT PIILVGTKLD LRDDKDTIEK LKEKKLTPIT Y PQGLAMAK EIGAVKYLEC SALTQRGLKT VFDEAIRAVL CPPPVKKRKR KCLLL

UniProtKB: Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1

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分子 #3: iodoacetic acid

分子名称: iodoacetic acid / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: 04E
分子量理論値: 185.948 Da
Chemical component information

ChemComp-04E:
iodoacetic acid / ヨ-ド酢酸

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分子 #4: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度0.6 mg/mL
緩衝液pH: 8 / 構成要素:
濃度式
20.0 mMHEPES
50.0 mMNaCl
3.0 mMDTT
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 60.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 105000
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 256595
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-8q0n:
HACE1 in complex with RAC1 Q61L

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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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