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- PDB-7a08: CryoEM Structure of cGAS Nucleosome complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7a08
タイトルCryoEM Structure of cGAS Nucleosome complex
要素
  • (Nucleosomal DNA strand ...) x 2
  • Cyclic GMP-AMP synthase
  • Histone H2A type 1-C
  • Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
  • Histone H3.3
  • Histone H4
キーワードTRANSFERASE / complex / immune protein / nuclear protein
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of chromosome condensation / Barr body / regulation of centromere complex assembly / regulation of type I interferon production / cyclic GMP-AMP synthase / 2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / muscle cell differentiation / pericentric heterochromatin formation / inner kinetochore / paracrine signaling ...negative regulation of chromosome condensation / Barr body / regulation of centromere complex assembly / regulation of type I interferon production / cyclic GMP-AMP synthase / 2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / muscle cell differentiation / pericentric heterochromatin formation / inner kinetochore / paracrine signaling / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / negative regulation of DNA repair / regulation of immunoglobulin production / cGAS/STING signaling pathway / oocyte maturation / regulation of T cell activation / negative regulation of cGAS/STING signaling pathway / cGMP-mediated signaling / nucleus organization / cellular response to exogenous dsRNA / spermatid development / single fertilization / regulation of immune response / subtelomeric heterochromatin formation / positive regulation of type I interferon production / negative regulation of megakaryocyte differentiation / RNA polymerase II core promoter sequence-specific DNA binding / protein localization to CENP-A containing chromatin / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / heterochromatin organization / Packaging Of Telomere Ends / nucleosome binding / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / nucleosomal DNA binding / positive regulation of defense response to virus by host / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / Inhibition of DNA recombination at telomere / Meiotic synapsis / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / telomere organization / activation of innate immune response / embryo implantation / RNA Polymerase I Promoter Opening / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / SUMOylation of chromatin organization proteins / cAMP-mediated signaling / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / HCMV Late Events / molecular condensate scaffold activity / PRC2 methylates histones and DNA / innate immune response in mucosa / Defective pyroptosis / HDACs deacetylate histones / determination of adult lifespan / RNA Polymerase I Promoter Escape / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / Transcriptional regulation by small RNAs / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / NoRC negatively regulates rRNA expression / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / G2/M DNA damage checkpoint / HDMs demethylate histones / multicellular organism growth / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / Metalloprotease DUBs / PKMTs methylate histone lysines / Meiotic recombination / RMTs methylate histone arginines / Pre-NOTCH Transcription and Translation / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / HCMV Early Events / Transcriptional regulation of granulopoiesis / osteoblast differentiation / structural constituent of chromatin / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / UCH proteinases / positive regulation of cellular senescence / male gonad development / nucleosome / nucleosome assembly / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / Recruitment and ATM-mediated phosphorylation of repair and signaling proteins at DNA double strand breaks / chromatin organization / RUNX1 regulates transcription of genes involved in differentiation of HSCs / site of double-strand break / Factors involved in megakaryocyte development and platelet production / HATs acetylate histones / Processing of DNA double-strand break ends / antibacterial humoral response
類似検索 - 分子機能
Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21 / Histone H2B signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A conserved site ...Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21 / 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 H2A / Histone 2A / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / 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 / Histone-fold
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Histone H4 / Histone H2B type 1-C/E/F/G/I / Histone H3.3 / Cyclic GMP-AMP synthase / Histone H2A type 1-C
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
Homo sapiens (ヒト)
synthetic construct (人工物)
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: 3.11 Å
データ登録者Michalski, S. / de Oliveira Mann, C.C. / Witte, G. / Bartho, J. / Lammens, K. / Hopfner, K.P.
資金援助 ドイツ, 1件
組織認可番号国
German Research Foundation (DFG)CRC/TRR237 ドイツ
引用ジャーナル: Nature / 年: 2020
タイトル: Structural basis for sequestration and autoinhibition of cGAS by chromatin.
著者: Sebastian Michalski / Carina C de Oliveira Mann / Che A Stafford / Gregor Witte / Joseph Bartho / Katja Lammens / Veit Hornung / Karl-Peter Hopfner /
要旨: Cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) is an innate immune sensor for cytosolic microbial DNA. After binding DNA, cGAS synthesizes the messenger 2'3'-cyclic GMP-AMP (cGAMP), which triggers cell-autonomous ...Cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) is an innate immune sensor for cytosolic microbial DNA. After binding DNA, cGAS synthesizes the messenger 2'3'-cyclic GMP-AMP (cGAMP), which triggers cell-autonomous defence and the production of type I interferons and pro-inflammatory cytokines via the activation of STING. In addition to responding to cytosolic microbial DNA, cGAS also recognizes mislocalized cytosolic self-DNA and has been implicated in autoimmunity and sterile inflammation. Specificity towards pathogen- or damage-associated DNA was thought to be caused by cytosolic confinement. However, recent findings place cGAS robustly in the nucleus, where tight tethering of chromatin is important to prevent autoreactivity to self-DNA. Here we show how cGAS is sequestered and inhibited by chromatin. We provide a cryo-electron microscopy structure of the cGAS catalytic domain bound to a nucleosome, which shows that cGAS does not interact with the nucleosomal DNA, but instead interacts with histone 2A-histone 2B, and is tightly anchored to the 'acidic patch'. The interaction buries the cGAS DNA-binding site B, and blocks the formation of active cGAS dimers. The acidic patch robustly outcompetes agonistic DNA for binding to cGAS, which suggests that nucleosome sequestration can efficiently inhibit cGAS, even when accessible DNA is nearby, such as in actively transcribed genomic regions. Our results show how nuclear cGAS is sequestered by chromatin and provides a mechanism for preventing autoreactivity to nuclear self-DNA.
履歴
登録2020年8月7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 / _citation_author.name
改定 1.22021年2月10日Group: Source and taxonomy / カテゴリ: em_entity_assembly_naturalsource / Item: _em_entity_assembly_naturalsource.organism

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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-11601
  • 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: Cyclic GMP-AMP synthase
I: Nucleosomal DNA strand 1
J: Nucleosomal DNA strand 2
b: Histone H2A type 1-C
c: Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
d: Histone H3.3
e: Histone H4
f: Histone H2A type 1-C
g: Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
h: Histone H3.3
i: Histone H4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)242,82312
ポリマ－242,75811
非ポリマー651
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: surface plasmon resonance
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area51640 Å2
ΔGint-360 kcal/mol
Surface area85130 Å2

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要素

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タンパク質 , 5種, 9分子 abfcgdhei

#1: タンパク質 Cyclic GMP-AMP synthase / m-cGAS / 2'3'-cGAMP synthase / Mab-21 domain-containing protein 1


分子量: 43401.180 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Mb21d1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8C6L5, cyclic GMP-AMP synthase
#4: タンパク質 Histone H2A type 1-C / H2A-clustered histone 6 / Histone H2A/l


分子量: 14004.329 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: H2AC6, H2AFL, HIST1H2AC / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q93077
#5: タンパク質 Histone H2B type 1-C/E/F/G/I / Histone H2B.1 A / Histone H2B.a / H2B/a / Histone H2B.g / H2B/g / Histone H2B.h / H2B/h / Histone ...Histone H2B.1 A / Histone H2B.a / H2B/a / Histone H2B.g / H2B/g / Histone H2B.h / H2B/h / Histone H2B.k / H2B/k / Histone H2B.l / H2B/l


分子量: 13806.018 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: HIST1H2BC, H2BFL, HIST1H2BE, H2BFH, HIST1H2BF, H2BFG, HIST1H2BG, H2BFA, HIST1H2BI, H2BFK
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P62807
#6: タンパク質 Histone H3.3


分子量: 15229.787 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: H3-3A, H3.3A, H3F3, H3F3A, PP781, H3-3B, H3.3B, H3F3B
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P84243
#7: タンパク質 Histone H4


分子量: 11263.231 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: 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 (大腸菌) / 参照: UniProt: P62805

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Nucleosomal DNA strand ... , 2種, 2分子 IJ

#2: DNA鎖 Nucleosomal DNA strand 1


分子量: 45145.754 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 Nucleosomal DNA strand 2


分子量: 45604.047 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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非ポリマー , 1種, 1分子

#8: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN

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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
1cGAS, Nucleosome and DNACOMPLEX#1-#70MULTIPLE SOURCES
2NucleosomeCOMPLEX#4-#71RECOMBINANT
3Nucleosomal DNA strands 1 and 2COMPLEX#2-#31RECOMBINANT
4cGASCOMPLEX#11RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID単位実験値
11KILODALTONS/NANOMETERNO
21NO
31NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Homo sapiens (ヒト)9606
23synthetic construct (人工物)32630
34Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Escherichia coli (大腸菌)562
23synthetic construct (人工物)32630
34Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのタイプ: Quantifoil
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: 44.8 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.18.2_3874: / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.11 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 172977 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00614749
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.6421019
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d31.1583820
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0432366
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031753

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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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