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- PDB-6y5d: Structure of human cGAS (K394E) bound to the nucleosome -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6y5d
タイトルStructure of human cGAS (K394E) bound to the nucleosome
要素
  • (DNA (153-MER)) x 2
  • Cyclic GMP-AMP synthase
  • Histone H2A type 2-A
  • Histone H2B type 1-K
  • Histone H3.2
  • Histone H4
キーワードIMMUNE SYSTEM / cGAS / STING / Nucleosome / Innate Immunity / cGMP-AMP
機能・相同性
機能・相同性情報


2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / cyclic GMP-AMP synthase / STING mediated induction of host immune responses / paracrine signaling / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / regulation of immunoglobulin production / cGAS/STING signaling pathway / regulation of T cell activation / pattern recognition receptor signaling pathway / : ...2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / cyclic GMP-AMP synthase / STING mediated induction of host immune responses / paracrine signaling / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / regulation of immunoglobulin production / cGAS/STING signaling pathway / regulation of T cell activation / pattern recognition receptor signaling pathway / : / cytoplasmic pattern recognition receptor signaling pathway / negative regulation of cGAS/STING signaling pathway / cellular response to exogenous dsRNA / positive regulation of type I interferon production / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / : / negative regulation of megakaryocyte differentiation / protein localization to CENP-A containing chromatin / Chromatin modifying enzymes / nucleosome binding / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / Packaging Of Telomere Ends / positive regulation of defense response to virus by host / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / telomere organization / Interleukin-7 signaling / Inhibition of DNA recombination at telomere / activation of innate immune response / RNA Polymerase I Promoter Opening / Meiotic synapsis / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / Regulation of endogenous retroelements by the Human Silencing Hub (HUSH) complex / SUMOylation of chromatin organization proteins / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / HCMV Late Events / innate immune response in mucosa / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / PRC2 methylates histones and DNA / Regulation of endogenous retroelements by KRAB-ZFP proteins / determination of adult lifespan / Defective pyroptosis / HDACs deacetylate histones / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / RNA Polymerase I Promoter Escape / Transcriptional regulation by small RNAs / molecular condensate scaffold activity / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / HDMs demethylate histones / G2/M DNA damage checkpoint / NoRC negatively regulates rRNA expression / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / PKMTs methylate histone lysines / Meiotic recombination / Pre-NOTCH Transcription and Translation / Metalloprotease DUBs / RMTs methylate histone arginines / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / Transcriptional regulation of granulopoiesis / HCMV Early Events / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / structural constituent of chromatin / UCH proteinases / antibacterial humoral response / positive regulation of cellular senescence / nucleosome / heterochromatin formation / nucleosome assembly / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / Recruitment and ATM-mediated phosphorylation of repair and signaling proteins at DNA double strand breaks / site of double-strand break / RUNX1 regulates transcription of genes involved in differentiation of HSCs / HATs acetylate histones / Factors involved in megakaryocyte development and platelet production / chromatin organization / MLL4 and MLL3 complexes regulate expression of PPARG target genes in adipogenesis and hepatic steatosis / Processing of DNA double-strand break ends / Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP) / double-stranded DNA binding / Oxidative Stress Induced Senescence / defense response to Gram-negative bacterium / defense response to virus / gene expression / killing of cells of another organism / Estrogen-dependent gene expression / chromosome, telomeric region / defense response to Gram-positive bacterium / Ub-specific processing proteases
類似検索 - 分子機能
Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 / : / Histone H2B signature. / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. ...Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 / : / Histone H2B signature. / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / Histone 2A / Histone H2A / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / Histone H3 signature 1. / Histone H3 signature 2. / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 domain / Histone-fold
類似検索 - ドメイン・相同性
PENTANEDIAL / DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Histone H2B type 1-K / Histone H4 / Histone H2A type 2-A / Histone H3.2 / Cyclic GMP-AMP synthase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.1 Å
データ登録者Pathare, G.R. / Cavadini, S. / Kempf, G. / Thoma, N.H.
資金援助 スイス, 4件
組織認可番号国
European Research Council (ERC)666068 スイス
European Research Council (ERC)724022 スイス
European Research Council (ERC)804933 スイス
Swiss National Science FoundationBSSGI0-155984 スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Structural mechanism of cGAS inhibition by the nucleosome.
著者: Ganesh R Pathare / Alexiane Decout / Selene Glück / Simone Cavadini / Kristina Makasheva / Ruud Hovius / Georg Kempf / Joscha Weiss / Zuzanna Kozicka / Baptiste Guey / Pauline Melenec / Beat ...著者: Ganesh R Pathare / Alexiane Decout / Selene Glück / Simone Cavadini / Kristina Makasheva / Ruud Hovius / Georg Kempf / Joscha Weiss / Zuzanna Kozicka / Baptiste Guey / Pauline Melenec / Beat Fierz / Nicolas H Thomä / Andrea Ablasser /
要旨: The DNA sensor cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) initiates innate immune responses following microbial infection, cellular stress and cancer. Upon activation by double-stranded DNA, cytosolic cGAS ...The DNA sensor cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) initiates innate immune responses following microbial infection, cellular stress and cancer. Upon activation by double-stranded DNA, cytosolic cGAS produces 2'3' cGMP-AMP, which triggers the induction of inflammatory cytokines and type I interferons . cGAS is also present inside the cell nucleus, which is replete with genomic DNA, where chromatin has been implicated in restricting its enzymatic activity. However, the structural basis for inhibition of cGAS by chromatin remains unknown. Here we present the cryo-electron microscopy structure of human cGAS bound to nucleosomes. cGAS makes extensive contacts with both the acidic patch of the histone H2A-H2B heterodimer and nucleosomal DNA. The structural and complementary biochemical analysis also find cGAS engaged to a second nucleosome in trans. Mechanistically, binding of the nucleosome locks cGAS into a monomeric state, in which steric hindrance suppresses spurious activation by genomic DNA. We find that mutations to the cGAS-acidic patch interface are sufficient to abolish the inhibitory effect of nucleosomes in vitro and to unleash the activity of cGAS on genomic DNA in living cells. Our work uncovers the structural basis of the interaction between cGAS and chromatin and details a mechanism that permits self-non-self discrimination of genomic DNA by cGAS.
履歴
登録2020年2月25日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02020年9月23日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年12月9日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22024年10月23日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_admin.last_update

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-10694
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Histone H3.2
B: Histone H4
C: Histone H2A type 2-A
D: Histone H2B type 1-K
E: Histone H3.2
F: Histone H4
G: Histone H2A type 2-A
H: Histone H2B type 1-K
I: DNA (153-MER)
J: DNA (153-MER)
K: Cyclic GMP-AMP synthase
L: Cyclic GMP-AMP synthase
M: Histone H3.2
N: Histone H4
O: Histone H2A type 2-A
P: Histone H2B type 1-K
Q: Histone H3.2
R: Histone H4
S: Histone H2A type 2-A
T: Histone H2B type 1-K
U: DNA (153-MER)
V: DNA (153-MER)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)478,34433
ポリマ－477,31222
非ポリマー1,03211
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 5種, 18分子 AEMQBFNRCGOSDHPTKL

#1: タンパク質
Histone H3.2 / Histone H3/m / Histone H3/o


分子量: 11456.345 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HIST2H3A, HIST2H3C, H3F2, H3FM, HIST2H3D / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q71DI3
#2: タンパク質
Histone H4


分子量: 11394.426 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, ...遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, H4/E, H4FE, HIST1H4K, H4/D, H4FD, HIST1H4L, H4/K, H4FK, HIST2H4A, H4/N, H4F2, H4FN, HIST2H4, HIST2H4B, H4/O, H4FO, HIST4H4
発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P62805
#3: タンパク質
Histone H2A type 2-A / Histone H2A.2 / Histone H2A/o


分子量: 14125.549 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HIST2H2AA3, H2AFO, HIST2H2AA, HIST2H2AA4 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q6FI13
#4: タンパク質
Histone H2B type 1-K / H2B K / HIRA-interacting protein 1


分子量: 13921.213 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HIST1H2BK, H2BFT, HIRIP1 / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: O60814
#7: タンパク質 Cyclic GMP-AMP synthase / h-cGAS / 2'3'-cGAMP synthase / Mab-21 domain-containing protein 1


分子量: 42404.840 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CGAS, C6orf150, MB21D1 / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8N884, cyclic GMP-AMP synthase

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DNA鎖 , 2種, 4分子 IUJV

#5: DNA鎖 DNA (153-MER)


分子量: 46998.945 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Homo sapiens (ヒト)
#6: DNA鎖 DNA (153-MER)


分子量: 47457.234 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Homo sapiens (ヒト)

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非ポリマー , 2種, 11分子

#8: 化合物
ChemComp-PTD / PENTANEDIAL


分子量: 100.116 Da / 分子数: 9 / 由来タイプ: 合成 / 式: C5H8O2
#9: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn

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詳細

Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cryo-EM structure of cGAS-NCP complexCOMPLEX#1-#70MULTIPLE SOURCES
2ProteinCOMPLEX#1-#2, #4, #71RECOMBINANT
3Histone H2A type 2-ACOMPLEX#31RECOMBINANT
4DNACOMPLEX#5-#61RECOMBINANT
分子量値: 0.24 MDa / 実験値: YES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Homo sapiens (ヒト)9606
24Homo sapiens (ヒト)9606
33Homo sapiens (ヒト)9606
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Escherichia coli K-12 (大腸菌)83333
23Escherichia coli (大腸菌)562
34synthetic construct (人工物)32630
緩衝液pH: 7.4
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / Cs: 0.01 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm
撮影電子線照射量: 45 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 4.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 13943 / 対称性のタイプ: POINT

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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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