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万見
- PDB-6x0n: Bridging of double-strand DNA break activates PARP2/HPF1 to modif... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6x0n
タイトルBridging of double-strand DNA break activates PARP2/HPF1 to modify chromatin
要素
  • (DNA (167-MER)) x 2
  • Histone H2A
  • Histone H2B 1.1
  • Histone H3.2
  • Histone H4
  • Histone PARylation factor 1
  • Poly [ADP-ribose] polymerase 2
キーワードGENE REGULATION / DNA repair / PARP1 / PARP2 / HPF1 / ADP-ribosylation / chromatin / histone modifications
機能・相同性
機能・相同性情報


protein ADP-ribosyltransferase-substrate adaptor activity / regulation of protein ADP-ribosylation / hippocampal neuron apoptotic process / response to oxygen-glucose deprivation / poly-ADP-D-ribose binding / positive regulation of cell growth involved in cardiac muscle cell development / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / NAD+-protein-serine ADP-ribosyltransferase activity / NAD DNA ADP-ribosyltransferase activity / NAD+-protein-aspartate ADP-ribosyltransferase activity ...protein ADP-ribosyltransferase-substrate adaptor activity / regulation of protein ADP-ribosylation / hippocampal neuron apoptotic process / response to oxygen-glucose deprivation / poly-ADP-D-ribose binding / positive regulation of cell growth involved in cardiac muscle cell development / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / NAD+-protein-serine ADP-ribosyltransferase activity / NAD DNA ADP-ribosyltransferase activity / NAD+-protein-aspartate ADP-ribosyltransferase activity / NAD+-protein-glutamate ADP-ribosyltransferase activity / DNA ADP-ribosylation / HDR through MMEJ (alt-NHEJ) / NAD+ ADP-ribosyltransferase / protein auto-ADP-ribosylation / DNA repair-dependent chromatin remodeling / protein poly-ADP-ribosylation / NAD+-protein ADP-ribosyltransferase activity / site of DNA damage / decidualization / NAD+-protein poly-ADP-ribosyltransferase activity / 転移酵素; グリコシル基を移すもの; 五炭糖残基を移すもの / nucleosome binding / POLB-Dependent Long Patch Base Excision Repair / extrinsic apoptotic signaling pathway / nucleotidyltransferase activity / DNA Damage Recognition in GG-NER / base-excision repair / Dual Incision in GG-NER / Formation of Incision Complex in GG-NER / structural constituent of chromatin / nucleosome / double-strand break repair / nucleosome assembly / histone binding / damaged DNA binding / protein heterodimerization activity / DNA repair / DNA damage response / chromatin binding / chromatin / nucleolus / DNA binding / nucleoplasm / nucleus
類似検索 - 分子機能
Histone PARylation factor 1 / Histone PARylation factor 1 / : / Poly(ADP-ribose) polymerase, regulatory domain / WGR domain / WGR domain superfamily / WGR domain / WGR domain profile. / Proposed nucleic acid binding domain / Poly(ADP-ribose) polymerase, regulatory domain superfamily ...Histone PARylation factor 1 / Histone PARylation factor 1 / : / Poly(ADP-ribose) polymerase, regulatory domain / WGR domain / WGR domain superfamily / WGR domain / WGR domain profile. / Proposed nucleic acid binding domain / Poly(ADP-ribose) polymerase, regulatory domain superfamily / Poly(ADP-ribose) polymerase, regulatory domain / PARP alpha-helical domain profile. / Poly(ADP-ribose) polymerase catalytic domain / Poly(ADP-ribose) polymerase, catalytic domain / PARP catalytic domain profile. / Histone H2B signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / Histone H2A / Histone 2A / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H3 signature 1. / Histone H3 signature 2. / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 / Histone-fold
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Histone H2B 1.1 / Histone H2A type 1 / Histone H4 / Histone H3.2 / Histone H2A / Histone PARylation factor 1 / Poly [ADP-ribose] polymerase 2
類似検索 - 構成要素
生物種Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
synthetic construct (人工物)
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: 10 Å
データ登録者Halic, M. / Bilokapic, S.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1R01GM135599-01 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Bridging of DNA breaks activates PARP2-HPF1 to modify chromatin.
著者: Silvija Bilokapic / Marcin J Suskiewicz / Ivan Ahel / Mario Halic /
要旨: Breaks in DNA strands recruit the protein PARP1 and its paralogue PARP2 to modify histones and other substrates through the addition of mono- and poly(ADP-ribose) (PAR). In the DNA damage responses, ...Breaks in DNA strands recruit the protein PARP1 and its paralogue PARP2 to modify histones and other substrates through the addition of mono- and poly(ADP-ribose) (PAR). In the DNA damage responses, this post-translational modification occurs predominantly on serine residues and requires HPF1, an accessory factor that switches the amino acid specificity of PARP1 and PARP2 from aspartate or glutamate to serine. Poly(ADP) ribosylation (PARylation) is important for subsequent chromatin decompaction and provides an anchor for the recruitment of downstream signalling and repair factors to the sites of DNA breaks. Here, to understand the molecular mechanism by which PARP enzymes recognize DNA breaks within chromatin, we determined the cryo-electron-microscopic structure of human PARP2-HPF1 bound to a nucleosome. This showed that PARP2-HPF1 bridges two nucleosomes, with the broken DNA aligned in a position suitable for ligation, revealing the initial step in the repair of double-strand DNA breaks. The bridging induces structural changes in PARP2 that signal the recognition of a DNA break to the catalytic domain, which licenses HPF1 binding and PARP2 activation. Our data suggest that active PARP2 cycles through different conformational states to exchange NAD and substrate, which may enable PARP enzymes to act processively while bound to chromatin. The processes of PARP activation and the PARP catalytic cycle we describe can explain mechanisms of resistance to PARP inhibitors and will aid the development of better inhibitors as cancer treatments.
履歴
登録2020年5月16日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年9月16日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年9月30日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22020年10月7日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年3月6日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-21980
  • 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-21980
  • 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
D: Histone H2B 1.1
E: Histone H3.2
F: Histone H4
G: Histone H2A
H: Histone H2B 1.1
I: DNA (167-MER)
J: DNA (167-MER)
a: Histone H3.2
b: Histone H4
c: Histone H2A
d: Histone H2B 1.1
e: Histone H3.2
f: Histone H4
g: Histone H2A
h: Histone H2B 1.1
i: DNA (167-MER)
j: DNA (167-MER)
O: Histone PARylation factor 1
P: Poly [ADP-ribose] polymerase 2
R: Poly [ADP-ribose] polymerase 2


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)597,23723
ポリマ－597,23723
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: native gel electrophoresis
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area124940 Å2
ΔGint-762 kcal/mol
Surface area183150 Å2

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要素

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タンパク質 , 6種, 19分子 AEaeBFbfCGcgDHdhOPR

#1: タンパク質
Histone H3.2


分子量: 15303.930 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P84233
#2: タンパク質
Histone H4


分子量: 11263.231 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P62799
#3: タンパク質
Histone H2A


分子量: 13978.241 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
遺伝子: hist1h2aj, h2ac14, LOC494591, XELAEV_18003602mg / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q6AZJ8, UniProt: P06897*PLUS
#4: タンパク質
Histone H2B 1.1 / H2B1.1


分子量: 13524.752 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Xenopus laevis (アフリカツメガエル)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P02281
#7: タンパク質 Histone PARylation factor 1


分子量: 40598.293 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HPF1, C4orf27 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9NWY4
#8: タンパク質 Poly [ADP-ribose] polymerase 2 / hPARP-2 / ADP-ribosyltransferase diphtheria toxin-like 2 / ARTD2 / DNA ADP-ribosyltransferase PARP2 ...hPARP-2 / ADP-ribosyltransferase diphtheria toxin-like 2 / ARTD2 / DNA ADP-ribosyltransferase PARP2 / NAD(+) ADP-ribosyltransferase 2 / ADPRT-2 / Poly[ADP-ribose] synthase 2 / pADPRT-2 / Protein poly-ADP-ribosyltransferase PARP2


分子量: 67072.500 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: PARP2, ADPRT2, ADPRTL2 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: Q9UGN5, NAD+ ADP-ribosyltransferase, 転移酵素; グリコシル基を移すもの; 五炭糖残基を移すもの

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DNA鎖 , 2種, 4分子 IiJj

#5: DNA鎖 DNA (167-MER)


分子量: 51776.004 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#6: DNA鎖 DNA (167-MER)


分子量: 51330.684 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)

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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名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1Histone H3.2, Histone H4, Histone H2A type 1, Histone H2B 1.1, Histone PARylation factor 1, Poly [ADP-ribose] polymerase 2/DNA ComplexCOMPLEXPARP2/HPF1 from PARP2/HPF1_Nucleosome complexall0RECOMBINANT
2Histone H3.2, Histone H4, Histone H2A type 1, Histone H2B 1.1COMPLEX#1-#41RECOMBINANT
3DNACOMPLEX#5-#61RECOMBINANT
4Histone PARylation factor 1, Poly [ADP-ribose] polymerase 2COMPLEX#7-#81RECOMBINANT
分子量値: 0.1 MDa / 実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
34Homo sapiens (ヒト)9606
23synthetic construct (人工物)32630
12African clawed frog (アフリカツメガエル)8355
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Escherichia coli (大腸菌)562
23Escherichia coli (大腸菌)562
34Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.5
試料濃度: 0.1 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: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD
撮影電子線照射量: 80 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.17.1_3660: / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 934000
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 10 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 17000 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00834145
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.88648825
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d27.86613859
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0515491
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0064006

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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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