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- EMDB-70232: CryoEM structure of M. mazei topoisomerase VI-minicircle DNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-70232
タイトルCryoEM structure of M. mazei topoisomerase VI-minicircle DNA complex
マップデータEMReady2 sharpened version of CryoSPARC raw map
試料
  • 複合体: Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA and ADPNP
    • 複合体: Top6 heterotetramer (A2B2)
      • タンパク質・ペプチド: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A
      • タンパク質・ペプチド: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B
    • 複合体: 327 bp minicircle DNA
      • DNA: Minicircle DNA (arbitrary model sequence)
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: POTASSIUM ION
キーワードTOPRIM / GHKL / minicircle DNA / Spo11 / ISOMERASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) activity / DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing) / DNA topological change / chromosome / DNA replication / magnesium ion binding / DNA binding / ATP binding
類似検索 - 分子機能
DNA topoisomerase VI, subunit B, C-terminal / Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B C-terminal domain / DNA topoisomerase VI, subunit A / : / All-beta domain in DNA topoisomerase VI alpha subunit / Spo11/DNA topoisomerase VI subunit A / Spo11/DNA topoisomerase VI, subunit A, N-terminal / Topoisomerase 6 subunit A/Spo11, TOPRIM domain / Spo11/DNA topoisomerase VI subunit A superfamily / Type IIB DNA topoisomerase ...DNA topoisomerase VI, subunit B, C-terminal / Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B C-terminal domain / DNA topoisomerase VI, subunit A / : / All-beta domain in DNA topoisomerase VI alpha subunit / Spo11/DNA topoisomerase VI subunit A / Spo11/DNA topoisomerase VI, subunit A, N-terminal / Topoisomerase 6 subunit A/Spo11, TOPRIM domain / Spo11/DNA topoisomerase VI subunit A superfamily / Type IIB DNA topoisomerase / Topoisomerase 6 subunit A/Spo11, Toprim domain / Topoisomerase (Topo) IIB-type catalytic domain profile. / DNA topoisomerase VI, subunit B / DNA topoisomerase VI, subunit B, transducer / Topoisomerase VI B subunit, transducer / Histidine kinase-, DNA gyrase B-, and HSP90-like ATPase / Histidine kinase-like ATPases / Histidine kinase/HSP90-like ATPase / Histidine kinase/HSP90-like ATPase superfamily / Ribosomal protein S13-like, H2TH / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold, subgroup / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold / Winged helix-like DNA-binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A / Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B
類似検索 - 構成要素
生物種Methanosarcina mazei Go1 (古細菌) / unidentified (未定義)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.6 Å
データ登録者Richman DE / Berger JM
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)5R35 CA263778 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1F32 GM128269 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2026
タイトル: Supercoiled DNA recognition and cleavage control in topoisomerase VI.
著者: Daniel E Richman / Timothy J Wendorff / Fahad Rashid / Curtis Beck / Qianyun Yan / Haley R Johnson / Ryan A Eckerty / Jonathan M Fogg / Matthew L Baker / Lynn Zechiedrich / James M Berger /
要旨: Type II topoisomerases modulate DNA supercoiling and resolve chromosome entanglements. Type IIB topoisomerases, exemplified by DNA topoisomerase VI (Top6), are used by plants and archaea to support ...Type II topoisomerases modulate DNA supercoiling and resolve chromosome entanglements. Type IIB topoisomerases, exemplified by DNA topoisomerase VI (Top6), are used by plants and archaea to support endoreduplication and cell proliferation, respectively; homologs of Top6 further serve to initiate meiotic recombination in eukaryotes and constitute the nuclease portion of MksBEFG/Wadjet/Gabija bacterial defense systems. To understand how such factors act upon DNA, we determine structures of Top6 bound to supercoiled minicircles in cleaved and uncleaved states using single-particle electron cryo-microscopy. The structures show that Top6 binds a curved 74 bp region of the supercoiled minicircle DNA and that it cuts at a distinct deformability motif, explaining its preference for supercoiled substrates and highlighting the role of DNA plasticity in cleavage site selection. Dynamic protein-DNA interactions and an unanticipated tension sensor help recognize bent DNA and couple ATPase disposition to cleavage state activation. Our observations explain how DNA recognition and cleavage by type II topoisomerases are regulated by interdependent structural changes in DNA and the enzyme.
履歴
登録2025年4月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2026年2月25日-
マップ公開2026年2月25日-
更新2026年4月15日-
現状2026年4月15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_70232.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_70232.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈EMReady2 sharpened version of CryoSPARC raw map
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.)
1.44 Å/pix.
x 240 pix.
= 345.24 Å		1.44 Å/pix.
x 240 pix.
= 345.24 Å		1.44 Å/pix.
x 240 pix.
= 345.24 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: 1.4385 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: 4.5
最小 - 最大-0.09200292 - 11.546974000000001
平均 (標準偏差)0.007661817 (±0.39096588)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 345.24002 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_70232_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: CryoSPARC locally filtered map

ファイルemd_70232_additional_1.map
注釈CryoSPARC locally filtered 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: CryoSPARC auto-sharpened map

ファイルemd_70232_additional_2.map
注釈CryoSPARC auto-sharpened 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: #2

ファイルemd_70232_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_70232_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 : Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA an...

全体名称: Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA and ADPNP
要素
  • 複合体: Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA and ADPNP
    • 複合体: Top6 heterotetramer (A2B2)
      • タンパク質・ペプチド: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A
      • タンパク質・ペプチド: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B
    • 複合体: 327 bp minicircle DNA
      • DNA: Minicircle DNA (arbitrary model sequence)
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: POTASSIUM ION

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超分子 #1: Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA an...

超分子名称: Topoisomerase VI heterotetramer (A2B2) bound to minicircle DNA and ADPNP
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
分子量理論値: 200 KDa

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超分子 #2: Top6 heterotetramer (A2B2)

超分子名称: Top6 heterotetramer (A2B2) / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Methanosarcina mazei Go1 (古細菌)
株: ATCC BAA-159 / DSM 3647 / Goe1 / Go1 / JCM 11833 / OCM 88

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超分子 #3: 327 bp minicircle DNA

超分子名称: 327 bp minicircle DNA / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3
詳細: Approximately 80 bp of the 327 bp minicircle are visible in EM imaging of the Top6-DNA complex
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)

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分子 #1: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A

分子名称: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing)
由来(天然)生物種: Methanosarcina mazei Go1 (古細菌)
株: ATCC BAA-159 / DSM 3647 / Goe1 / Go1 / JCM 11833 / OCM 88
分子量理論値: 42.179293 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MEGEKGSKTR KGDALAREKL LEIAEKIYNQ FEEEVVPSVS LPSRTKANLE YSDESDVWVY GDRESERSAK TVKGAFQLLK TTYATDFLI NEHLARNRGS TLRELYYISE GWDYAKFKEQ GESDRLIEDL EILTSLQREY FHMRPEEDGA TMFGPIEITE Q TKRGERNI ...文字列:
MEGEKGSKTR KGDALAREKL LEIAEKIYNQ FEEEVVPSVS LPSRTKANLE YSDESDVWVY GDRESERSAK TVKGAFQLLK TTYATDFLI NEHLARNRGS TLRELYYISE GWDYAKFKEQ GESDRLIEDL EILTSLQREY FHMRPEEDGA TMFGPIEITE Q TKRGERNI HCQKDVGEGG YQIPFNVENI EFQKHDASMI IAIETGGMYA RLMENGFDEA YNAILVHLKG QPARSTRRII KR MNEELGI PVAVFTDGDP WSYRIYASVA YGAIKSAHLS EFMATPAAKF LGLQPSDIVE YELSTDKLTE QDVSALRSEL SDP RFESDY WKEQIQLQLD IGKKAEQQAF AGKGLDFVTE VYLPNRLKEM GMI

UniProtKB: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit A

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分子 #2: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B

分子名称: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing)
由来(天然)生物種: Methanosarcina mazei Go1 (古細菌)
株: ATCC BAA-159 / DSM 3647 / Goe1 / Go1 / JCM 11833 / OCM 88
分子量理論値: 68.853367 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: METPIAEELA KKQKSISVAE FFEKNRQILG FDSAPRSLIT TVKEAVDNAL DACEEAGILP DILVQVERTG PDYVTVIIED NGPGIVREQ IPKVFAKLLY GSRFHALKQS RGQQGIGISA AVLYAQMTAG RHTKILSKTS PTAPAHYYEL MINTSTNEPD I LVDEVRDW ...文字列:
METPIAEELA KKQKSISVAE FFEKNRQILG FDSAPRSLIT TVKEAVDNAL DACEEAGILP DILVQVERTG PDYVTVIIED NGPGIVREQ IPKVFAKLLY GSRFHALKQS RGQQGIGISA AVLYAQMTAG RHTKILSKTS PTAPAHYYEL MINTSTNEPD I LVDEVRDW FRPHGTQIEL EMRAAYVKGR RQSIYEYLKA TAIVNPHARI TLIDPDGNEE VFERATDKMP EPAEEILPHP EG IELGTLM KMLHYTERQK LAPFLRYSFC KIGLLTAEEI CKAAGLDPEI DPHALGRHEA RKLIEAFEKV KIMAPPTDCL SPI GEDLIY RGLEKETTVD FIATSTRKPA VYSGNPFVVE VGMAYGGNLP KEEKISIMRF ANRVPLLYQQ GGCVTTHAVE DIKW KQYGL NQPGGGIPVG PVILLIHVAS INVPFTSESK DAIADIPVIK EEIDLAIKEV ARKLKHYLSK QSNLKKRREK EIIIT KVLP KLAAKVAHVL EKDVPDINPV VAKIMGNLLV HRVIKNNGDG TVDVAIKVKN FGTSAYSFRV HEMLPCKVSG AKPEPK VVT MGNDYDYVWD ISASAGSSKV LSYKIESASE EELQKLPQLI VEGIEEELVT GAKAFKGV

UniProtKB: Type 2 DNA topoisomerase 6 subunit B

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分子 #3: Minicircle DNA (arbitrary model sequence)

分子名称: Minicircle DNA (arbitrary model sequence) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)
分子量理論値: 22.79882 KDa
配列文字列: (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA) (DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA) (DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA) ...文字列:
(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA) (DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA) (DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA) (DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)

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分子 #4: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: ANP
分子量理論値: 506.196 Da
Chemical component information

ChemComp-ANP:
PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*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: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: K
分子量理論値: 39.098 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0.1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
50.0 mMC5H8KNO4potassium glutamate
10.0 mMCaCl2calcium chloride
1.0 percent (v/v)C3H8O3glycerol
1.0 mMC9H15O6PTCEP
1.0 mMC10H17N6O12P3ADPNP
グリッドモデル: Au-flat 1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - #0 - Film type ID: 1 / 支持フィルム - #0 - 材質: CARBON / 支持フィルム - #0 - トポロジー: CONTINUOUS / 支持フィルム - #0 - Film thickness: 4 / 支持フィルム - #1 - Film type ID: 2 / 支持フィルム - #1 - 材質: GOLD / 支持フィルム - #1 - トポロジー: HOLEY / 支持フィルム - #1 - Film thickness: 45 / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 7 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 0.009300000000000001 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 283 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: Vitrification carried out in air.
詳細Summary of order of assembly: minicircle DNA, Top6, then additional buffer components, ending with ADPNP. Sample was soluble and monodisperse.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: TFS Selectris
ソフトウェア名称: EPU
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 11 / 実像数: 50906 / 平均露光時間: 7.0 sec. / 平均電子線量: 46.0 e/Å2 / 詳細: ~80% collected at 30 degree stage tilt
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系最大 デフォーカス（補正後）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.8 µm / 倍率（補正後）: 130000 / 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）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 130000
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

粒子像選択選択した数: 5216613
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: ab initio
最終 再構成使用したクラス数: 1 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF
ソフトウェア: (名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1), EMReady (ver. 2.0))
使用した粒子像数: 201073
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
最終 3次元分類クラス数: 2 / 平均メンバー数/クラス: 185000 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
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詳細

2q2e

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
source_name: Other, initial_model_type: otherModelAngelo
ソフトウェア名称: Coot (ver. 0.9.8.91)
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-9o8p:
CryoEM structure of M. mazei topoisomerase VI-minicircle DNA 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://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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