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万見
- EMDB-26667: Cryo-EM structure of SHOC2-PP1c-MRAS holophosphatase complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-26667
タイトルCryo-EM structure of SHOC2-PP1c-MRAS holophosphatase complex
マップデータRELION 3D auto-refine, full map
試料
  • 複合体: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase
    • タンパク質・ペプチド: Ras-related protein M-Ras
    • タンパク質・ペプチド: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat protein SHOC-2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: MANGANESE (II) ION
  • リガンド: CHLORIDE ION
キーワードshoc2 / leucine-rich repeat / MRAs / protein phosphatase / RAS signaling / MAPK / CELL CYCLE
機能・相同性
機能・相同性情報


cellular response to growth hormone stimulus / protein phosphatase type 1 complex / regulation of glycogen catabolic process / negative regulation of neural precursor cell proliferation / PTW/PP1 phosphatase complex / glycogen granule / regulation of glycogen biosynthetic process / GTP-dependent protein binding / cyclic-GMP-AMP transmembrane import across plasma membrane / nerve growth factor signaling pathway ...cellular response to growth hormone stimulus / protein phosphatase type 1 complex / regulation of glycogen catabolic process / negative regulation of neural precursor cell proliferation / PTW/PP1 phosphatase complex / glycogen granule / regulation of glycogen biosynthetic process / GTP-dependent protein binding / cyclic-GMP-AMP transmembrane import across plasma membrane / nerve growth factor signaling pathway / protein phosphatase regulator activity / protein phosphatase 1 binding / cadherin binding involved in cell-cell adhesion / SHOC2 M1731 mutant abolishes MRAS complex function / Gain-of-function MRAS complexes activate RAF signaling / positive regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway in absence of ligand / positive regulation of Ras protein signal transduction / regulation of canonical Wnt signaling pathway / regulation of translational initiation / myosin phosphatase activity / branching morphogenesis of an epithelial tube / protein serine/threonine phosphatase activity / glycogen metabolic process / protein-serine/threonine phosphatase / Triglyceride catabolism / Maturation of hRSV A proteins / entrainment of circadian clock by photoperiod / phosphatase activity / phosphoprotein phosphatase activity / DARPP-32 events / negative regulation of neuron differentiation / fibroblast growth factor receptor signaling pathway / ribonucleoprotein complex binding / dephosphorylation / positive regulation of neuron differentiation / protein dephosphorylation / Downregulation of TGF-beta receptor signaling / small monomeric GTPase / G protein activity / cellular response to leukemia inhibitory factor / adherens junction / response to lead ion / RAF activation / lung development / circadian regulation of gene expression / regulation of circadian rhythm / positive regulation of neuron projection development / GDP binding / Circadian Clock / presynapse / actin cytoskeleton organization / perikaryon / protein phosphatase binding / Ras protein signal transduction / dendritic spine / cell cycle / cell division / GTPase activity / glutamatergic synapse / nucleolus / GTP binding / signal transduction / extracellular exosome / nucleoplasm / nucleus / metal ion binding / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
: / Serine-threonine protein phosphatase, N-terminal / Serine-threonine protein phosphatase N-terminal domain / Serine/threonine specific protein phosphatases signature. / Protein phosphatase 2A homologues, catalytic domain. / Serine/threonine-specific protein phosphatase/bis(5-nucleosyl)-tetraphosphatase / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine-rich repeat, SDS22-like subfamily / Calcineurin-like phosphoesterase domain, ApaH type / Calcineurin-like phosphoesterase ...: / Serine-threonine protein phosphatase, N-terminal / Serine-threonine protein phosphatase N-terminal domain / Serine/threonine specific protein phosphatases signature. / Protein phosphatase 2A homologues, catalytic domain. / Serine/threonine-specific protein phosphatase/bis(5-nucleosyl)-tetraphosphatase / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine-rich repeat, SDS22-like subfamily / Calcineurin-like phosphoesterase domain, ApaH type / Calcineurin-like phosphoesterase / Metallo-dependent phosphatase-like / Small GTPase, Ras-type / small GTPase Ras family profile. / Ran (Ras-related nuclear proteins) /TC4 subfamily of small GTPases / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily / Leucine-rich repeat profile. / Leucine-rich repeat / Rho (Ras homology) subfamily of Ras-like small GTPases / Ras subfamily of RAS small GTPases / Small GTPase / Ras family / Rab subfamily of small GTPases / Leucine-rich repeat 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 protein M-Ras / Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit / Leucine-rich repeat protein SHOC-2
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: 2.89 Å
データ登録者Fuller JR / Hajian B / Lemke C
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Other private 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Structure-function analysis of the SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex.
著者: Jason J Kwon / Behnoush Hajian / Yuemin Bian / Lucy C Young / Alvaro J Amor / James R Fuller / Cara V Fraley / Abbey M Sykes / Jonathan So / Joshua Pan / Laura Baker / Sun Joo Lee / Douglas B ...著者: Jason J Kwon / Behnoush Hajian / Yuemin Bian / Lucy C Young / Alvaro J Amor / James R Fuller / Cara V Fraley / Abbey M Sykes / Jonathan So / Joshua Pan / Laura Baker / Sun Joo Lee / Douglas B Wheeler / David L Mayhew / Nicole S Persky / Xiaoping Yang / David E Root / Anthony M Barsotti / Andrew W Stamford / Charles K Perry / Alex Burgin / Frank McCormick / Christopher T Lemke / William C Hahn / Andrew J Aguirre /
要旨: Receptor tyrosine kinase (RTK)-RAS signalling through the downstream mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade regulates cell proliferation and survival. The SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase ...Receptor tyrosine kinase (RTK)-RAS signalling through the downstream mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade regulates cell proliferation and survival. The SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex functions as a key regulator of RTK-RAS signalling by removing an inhibitory phosphorylation event on the RAF family of proteins to potentiate MAPK signalling. SHOC2 forms a ternary complex with MRAS and PP1C, and human germline gain-of-function mutations in this complex result in congenital RASopathy syndromes. However, the structure and assembly of this complex are poorly understood. Here we use cryo-electron microscopy to resolve the structure of the SHOC2-MRAS-PP1C complex. We define the biophysical principles of holoenzyme interactions, elucidate the assembly order of the complex, and systematically interrogate the functional consequence of nearly all of the possible missense variants of SHOC2 through deep mutational scanning. We show that SHOC2 binds PP1C and MRAS through the concave surface of the leucine-rich repeat region and further engages PP1C through the N-terminal disordered region that contains a cryptic RVXF motif. Complex formation is initially mediated by interactions between SHOC2 and PP1C and is stabilized by the binding of GTP-loaded MRAS. These observations explain how mutant versions of SHOC2 in RASopathies and cancer stabilize the interactions of complex members to enhance holophosphatase activity. Together, this integrative structure-function model comprehensively defines key binding interactions within the SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex and will inform therapeutic development .
履歴
登録2022年4月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年5月4日-
マップ公開2022年5月4日-
更新2024年6月12日-
現状2024年6月12日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_26667.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_26667.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 67 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈RELION 3D auto-refine, full map
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.068 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.012
最小 - 最大-0.009588601 - 0.040651537
平均 (標準偏差)0.0000021817114 (±0.00089931133)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ260260260
Spacing260260260
セルA=B=C: 277.68 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_26667_msk_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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追加マップ: Full map, sharpened by an automatically determined B-factor...

ファイルemd_26667_additional_1.map
注釈Full map, sharpened by an automatically determined B-factor (-90.7922) and filtered to local resolution. The model was refined primarily against this map, including model B-factors.
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: RELION 3D auto-refine, half-map 1

ファイルemd_26667_half_map_1.map
注釈RELION 3D auto-refine, half-map 1
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: RELION 3D auto-refine, half-map 2

ファイルemd_26667_half_map_2.map
注釈RELION 3D auto-refine, half-map 2
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 : SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase

全体名称: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase
要素
  • 複合体: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase
    • タンパク質・ペプチド: Ras-related protein M-Ras
    • タンパク質・ペプチド: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat protein SHOC-2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: MANGANESE (II) ION
  • リガンド: CHLORIDE ION

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超分子 #1: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase

超分子名称: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Ras-related protein M-Ras

分子名称: Ras-related protein M-Ras / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: 20.894898 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GMATSAVPSD NLPTYKLVVV GDGGVGKSAL TIQFFQKIFV PDYDPTIEDS YLKHTEIDNQ WAILDVLDTA GLEEFSAMRE QYMRTGDGF LIVYSVTDKA SFEHVDRFHQ LILRVKDRES FPMILVANKV DLMHLRKITR EQGKEMATKH NIPYIETSAK D PPLNVDKA FHDLVRVIRQ QIPEK

UniProtKB: Ras-related protein M-Ras

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分子 #2: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit

分子名称: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: protein-serine/threonine phosphatase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 37.615102 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: GMSDSEKLNL DSIIGRLLEV QGSRPGKNVQ LTENEIRGLC LKSREIFLSQ PILLELEAPL KICGDIHGQY YDLLRLFEYG GFPPESNYL FLGDYVDRGK QSLETICLLL AYKIKYPENF FLLRGNHECA SINRIYGFYD ECKRRYNIKL WKTFTDCFNC L PIAAIVDE ...文字列:
GMSDSEKLNL DSIIGRLLEV QGSRPGKNVQ LTENEIRGLC LKSREIFLSQ PILLELEAPL KICGDIHGQY YDLLRLFEYG GFPPESNYL FLGDYVDRGK QSLETICLLL AYKIKYPENF FLLRGNHECA SINRIYGFYD ECKRRYNIKL WKTFTDCFNC L PIAAIVDE KIFCCHGGLS PDLQSMEQIR RIMRPTDVPD QGLLCDLLWS DPDKDVQGWG ENDRGVSFTF GAEVVAKFLH KH DLDLICR AHQVVEDGYE FFAKRQLVTL FSAPNYCGEF DNAGAMMSVD ETLMCSFQIL KPADKNKGKY GQFSGLNPGG RPI TPPRNS AKAKK

UniProtKB: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit

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分子 #3: Leucine-rich repeat protein SHOC-2

分子名称: Leucine-rich repeat protein SHOC-2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 65.029926 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: GMSSSLGKEK DSKEKDPKVP SAKEREKEAK ASGGFGKESK EKEPKTKGKD AKDGKKDSSA AQPGVAFSVD NTIKRPNPAP GTRKKSSNA EVIKELNKCR EENSMRLDLS KRSIHILPSS IKELTQLTEL YLYSNKLQSL PAEVGCLVNL MTLALSENSL T SLPDSLDN ...文字列:
GMSSSLGKEK DSKEKDPKVP SAKEREKEAK ASGGFGKESK EKEPKTKGKD AKDGKKDSSA AQPGVAFSVD NTIKRPNPAP GTRKKSSNA EVIKELNKCR EENSMRLDLS KRSIHILPSS IKELTQLTEL YLYSNKLQSL PAEVGCLVNL MTLALSENSL T SLPDSLDN LKKLRMLDLR HNKLREIPSV VYRLDSLTTL YLRFNRITTV EKDIKNLSKL SMLSIRENKI KQLPAEIGEL CN LITLDVA HNQLEHLPKE IGNCTQITNL DLQHNELLDL PDTIGNLSSL SRLGLRYNRL SAIPRSLAKC SALEELNLEN NNI STLPES LLSSLVKLNS LTLARNCFQL YPVGGPSQFS TIYSLNMEHN RINKIPFGIF SRAKVLSKLN MKDNQLTSLP LDFG TWTSM VELNLATNQL TKIPEDVSGL VSLEVLILSN NLLKKLPHGL GNLRKLRELD LEENKLESLP NEIAYLKDLQ KLVLT NNQL TTLPRGIGHL TNLTHLGLGE NLLTHLPEEI GTLENLEELY LNDNPNLHSL PFELALCSKL SIMSIENCPL SHLPPQ IVA GGPSFIIQFL KMQGPYRAMV

UniProtKB: Leucine-rich repeat protein SHOC-2

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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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分子 #5: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: MANGANESE (II) ION

分子名称: MANGANESE (II) ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: MN
分子量理論値: 54.938 Da

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分子 #7: CHLORIDE ION

分子名称: CHLORIDE ION / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: CL
分子量理論値: 35.453 Da

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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2.75 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClsodium chloride
50.0 mMC8H18N2O4SHEPES
0.5 mMC9H15O6PTCEP
0.025 %C20H25F13O11Fluorinated octyl maltoside

詳細: Fluorinated octyl maltoside added immediately prior to vitrification
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 35 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
詳細: Gatan Solarus using ambient air with power set to 20 watts
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 291 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4721 / 平均電子線量: 60.0 e/Å2
詳細: Movies were recorded in CDS + super-resolution mode, fractionating 60 e-/A2 over 52 movie frames
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2.84 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.29 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm
最大 デフォーカス（公称値）: 2.3000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm / 倍率（公称値）: 81000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
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: OTHER / 詳細: RELION ab initio volume
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.89 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0beta2) / 使用した粒子像数: 449384
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0beta2)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0beta2)
最終 3次元分類クラス数: 9 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.0beta2)
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
PDB IDChain

3e7a

chain_id: A, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

3kko

chain_id: A, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-7upi:
Cryo-EM structure of SHOC2-PP1c-MRAS holophosphatase complex

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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://pdbjlvh1.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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