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- PDB-7jzv: Cryo-EM structure of the BRCA1-UbcH5c/BARD1 E3-E2 module bound to... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7jzv
タイトルCryo-EM structure of the BRCA1-UbcH5c/BARD1 E3-E2 module bound to a nucleosome
要素
  • (Widom 601 153- ...) x 2
  • BRCA1,Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3
  • BRCA1-associated RING domain protein 1
  • Histone H2A type 2-A
  • Histone H2B type 1-K
  • Histone H3.2
  • Histone H4
キーワードLIGASE/DNA / Complex / Ubiquitin / Nucleosome / RING / ligase / LIGASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of mRNA 3'-end processing / Defective DNA double strand break response due to BRCA1 loss of function / Defective DNA double strand break response due to BARD1 loss of function / BRCA1-BARD1 complex / BRCA1-C complex / BRCA1-B complex / BRCA1-A complex / random inactivation of X chromosome / negative regulation of centriole replication / sex-chromosome dosage compensation ...negative regulation of mRNA 3'-end processing / Defective DNA double strand break response due to BRCA1 loss of function / Defective DNA double strand break response due to BARD1 loss of function / BRCA1-BARD1 complex / BRCA1-C complex / BRCA1-B complex / BRCA1-A complex / random inactivation of X chromosome / negative regulation of centriole replication / sex-chromosome dosage compensation / negative regulation of intracellular estrogen receptor signaling pathway / gamma-tubulin ring complex / nuclear ubiquitin ligase complex / DNA strand resection involved in replication fork processing / chordate embryonic development / cellular response to indole-3-methanol / negative regulation of fatty acid biosynthetic process / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme / homologous recombination / lateral element / tissue homeostasis / Signaling by BMP / protein K6-linked ubiquitination / regulation of DNA damage checkpoint / regulation of phosphorylation / protein K11-linked ubiquitination / Impaired BRCA2 binding to PALB2 / XY body / mitotic G2/M transition checkpoint / negative regulation of protein export from nucleus / postreplication repair / DNA repair complex / RNA polymerase binding / centrosome cycle / Defective homologous recombination repair (HRR) due to BRCA1 loss of function / Defective HDR through Homologous Recombination Repair (HRR) due to PALB2 loss of BRCA1 binding function / Defective HDR through Homologous Recombination Repair (HRR) due to PALB2 loss of BRCA2/RAD51/RAD51C binding function / Homologous DNA Pairing and Strand Exchange / Resolution of D-loop Structures through Synthesis-Dependent Strand Annealing (SDSA) / positive regulation of protein targeting to mitochondrion / Resolution of D-loop Structures through Holliday Junction Intermediates / negative regulation of gene expression via chromosomal CpG island methylation / intracellular non-membrane-bounded organelle / HDR through Single Strand Annealing (SSA) / Impaired BRCA2 binding to RAD51 / DNA-binding transcription activator activity / E2 ubiquitin-conjugating enzyme / response to ionizing radiation / Transcriptional Regulation by E2F6 / protein monoubiquitination / mitotic G2 DNA damage checkpoint signaling / ubiquitin conjugating enzyme activity / Presynaptic phase of homologous DNA pairing and strand exchange / negative regulation of cell cycle / negative regulation of BMP signaling pathway / positive regulation of vascular endothelial growth factor production / negative regulation of reactive oxygen species metabolic process / negative regulation of megakaryocyte differentiation / localization / protein localization to CENP-A containing chromatin / protein autoubiquitination / protein K48-linked ubiquitination / Chromatin modifying enzymes / regulation of DNA repair / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / SUMOylation of DNA damage response and repair proteins / heterochromatin organization / Packaging Of Telomere Ends / negative regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway via death domain receptors / ubiquitin ligase complex / 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 / 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 / positive regulation of DNA repair / telomere organization / RNA Polymerase I Promoter Opening / Interleukin-7 signaling / tubulin binding / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / SUMOylation of chromatin organization proteins / TICAM1, RIP1-mediated IKK complex recruitment / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / IKK complex recruitment mediated by RIP1 / 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 / PRC2 methylates histones and DNA / innate immune response in mucosa / male germ cell nucleus / Defective pyroptosis / chromosome segregation / Negative regulators of DDX58/IFIH1 signaling
類似検索 - 分子機能
BARD1, Zinc finger, RING-type / zf-RING of BARD1-type protein / Breast cancer type 1 susceptibility protein (BRCA1) / BRCA1, serine-rich domain / BRCA1-associated / Serine-rich domain associated with BRCT / Zinc finger, C3HC4 RING-type / Zinc finger, C3HC4 type (RING finger) / Ubiquitin-conjugating enzyme, active site / Ubiquitin-conjugating (UBC) active site signature. ...BARD1, Zinc finger, RING-type / zf-RING of BARD1-type protein / Breast cancer type 1 susceptibility protein (BRCA1) / BRCA1, serine-rich domain / BRCA1-associated / Serine-rich domain associated with BRCT / Zinc finger, C3HC4 RING-type / Zinc finger, C3HC4 type (RING finger) / Ubiquitin-conjugating enzyme, active site / Ubiquitin-conjugating (UBC) active site signature. / BRCA1 C Terminus (BRCT) domain / Ubiquitin-conjugating enzyme E2, catalytic domain homologues / Ubiquitin-conjugating enzyme E2 / Ubiquitin-conjugating enzyme / Ubiquitin-conjugating (UBC) core domain profile. / Ubiquitin-conjugating enzyme/RWD-like / breast cancer carboxy-terminal domain / Zinc finger, RING-type, conserved site / Zinc finger RING-type signature. / BRCT domain profile. / BRCT domain / BRCT domain superfamily / Ring finger / 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 / Ankyrin repeats (3 copies) / Histone H3 signature 1. / Ankyrin repeat profile. / Ankyrin repeat region circular profile. / ankyrin repeats / Ankyrin repeat / Histone H3 signature 2. / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / Zinc finger RING-type profile. / Zinc finger, RING-type / Ankyrin repeat-containing domain superfamily / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 / Histone-fold / Zinc finger, RING/FYVE/PHD-type
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Truncated breast and ovarian cancer susceptibility protein 1 / Histone H2B type 1-K / Breast cancer type 1 susceptibility protein / Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3 / Histone H4 / Histone H2A type 2-A / Histone H3.2 / BRCA1-associated RING domain protein 1
類似検索 - 構成要素
生物種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: 3.9 Å
データ登録者Witus, S.R. / Burrell, A.L. / Hansen, J.M. / Farrell, D.P. / Dimaio, F. / Kollman, J.M. / Klevit, R.E.
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)R01GM088055 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2021
タイトル: BRCA1/BARD1 site-specific ubiquitylation of nucleosomal H2A is directed by BARD1.
著者: Samuel R Witus / Anika L Burrell / Daniel P Farrell / Jianming Kang / Meiling Wang / Jesse M Hansen / Alex Pravat / Lisa M Tuttle / Mikaela D Stewart / Peter S Brzovic / Champak Chatterjee / ...著者: Samuel R Witus / Anika L Burrell / Daniel P Farrell / Jianming Kang / Meiling Wang / Jesse M Hansen / Alex Pravat / Lisa M Tuttle / Mikaela D Stewart / Peter S Brzovic / Champak Chatterjee / Weixing Zhao / Frank DiMaio / Justin M Kollman / Rachel E Klevit /
要旨: Mutations in the E3 ubiquitin ligase RING domains of BRCA1/BARD1 predispose carriers to breast and ovarian cancers. We present the structure of the BRCA1/BARD1 RING heterodimer with the E2 enzyme ...Mutations in the E3 ubiquitin ligase RING domains of BRCA1/BARD1 predispose carriers to breast and ovarian cancers. We present the structure of the BRCA1/BARD1 RING heterodimer with the E2 enzyme UbcH5c bound to its cellular target, the nucleosome, along with biochemical data that explain how the complex selectively ubiquitylates lysines 125, 127 and 129 in the flexible C-terminal tail of H2A in a fully human system. The structure reveals that a novel BARD1-histone interface couples to a repositioning of UbcH5c compared to the structurally similar PRC1 E3 ligase Ring1b/Bmi1 that ubiquitylates H2A Lys119 in nucleosomes. This interface is sensitive to both H3 Lys79 methylation status and mutations found in individuals with cancer. Furthermore, NMR reveals an unexpected mode of E3-mediated substrate regulation through modulation of dynamics in the C-terminal tail of H2A. Our findings provide insight into how E3 ligases preferentially target nearby lysine residues in nucleosomes by a steric occlusion and distancing mechanism.
履歴
登録2020年9月2日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02021年2月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年3月3日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22021年3月24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 1.32024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
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22581
  • 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: BRCA1,Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3
B: BRCA1-associated RING domain protein 1
N: Histone H2A type 2-A
O: Histone H2B type 1-K
P: Histone H3.2
Q: Histone H4
X: Widom 601 153-bp
Y: Widom 601 153-bp
n: Histone H2A type 2-A
o: Histone H2B type 1-K
p: Histone H3.2
q: Histone H4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)245,91916
ポリマ－245,65712
非ポリマー2624
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 , 6種, 10分子 ABNnOoPpQq

#1: タンパク質 BRCA1,Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3 / BRCA1-UbcH5c / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / E2 ubiquitin-conjugating ...BRCA1-UbcH5c / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / Ubiquitin carrier protein D3 / Ubiquitin-conjugating enzyme E2(17)KB 3 / Ubiquitin-conjugating enzyme E2-17 kDa 3 / Ubiquitin-protein ligase D3


分子量: 28974.465 Da / 分子数: 1 / 変異: UbcH5c C85K / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: BRCA1, UBE2D3, UBC5C, UBCH5C / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: A0A386IN42, UniProt: P61077, UniProt: P38398*PLUS, E2 ubiquitin-conjugating enzyme, (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme, RING-type E3 ubiquitin transferase
#2: タンパク質 BRCA1-associated RING domain protein 1 / BARD-1 / RING-type E3 ubiquitin transferase BARD1


分子量: 12983.018 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: BARD1 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q99728, RING-type E3 ubiquitin transferase
#3: タンパク質 Histone H2A type 2-A / H2A-clustered histone 18 / H2A-clustered histone 19 / Histone H2A.2 / Histone H2A/o


分子量: 14310.728 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: H2AC18, H2AFO, HIST2H2AA, HIST2H2AA3, H2AC19, HIST2H2AA4
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (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: 13790.018 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: H2BC12, H2BFT, HIRIP1, HIST1H2BK / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: O60814
#5: タンパク質 Histone H3.2 / H3-clustered histone 13 / H3-clustered histone 14 / H3-clustered histone 15 / Histone H3/m / Histone H3/o


分子量: 15257.838 Da / 分子数: 2 / 変異: C110A / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H3C15, HIST2H3A, H3C14, H3F2, H3FM, HIST2H3C, H3C13, HIST2H3D
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q71DI3
#6: 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: H4C1, H4/A, H4FA, HIST1H4A, H4C2, H4/I, H4FI, HIST1H4B, H4C3, H4/G, H4FG, HIST1H4C, H4C4, H4/B, H4FB, HIST1H4D, H4C5, H4/J, H4FJ, HIST1H4E, H4C6, H4/C, H4FC, HIST1H4F, H4C8, H4/H, H4FH, ...遺伝子: H4C1, H4/A, H4FA, HIST1H4A, H4C2, H4/I, H4FI, HIST1H4B, H4C3, H4/G, H4FG, HIST1H4C, H4C4, H4/B, H4FB, HIST1H4D, H4C5, H4/J, H4FJ, HIST1H4E, H4C6, H4/C, H4FC, HIST1H4F, H4C8, H4/H, H4FH, HIST1H4H, H4C9, H4/M, H4FM, HIST1H4I, H4C11, H4/E, H4FE, HIST1H4J, H4C12, H4/D, H4FD, HIST1H4K, H4C13, H4/K, H4FK, HIST1H4L, H4C14, H4/N, H4F2, H4FN, HIST2H4, HIST2H4A, H4C15, H4/O, H4FO, HIST2H4B, H4-16, HIST4H4
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P62805

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Widom 601 153- ... , 2種, 2分子 XY

#7: DNA鎖 Widom 601 153-bp


分子量: 47457.234 Da / 分子数: 1 / 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) / 株 (発現宿主): DH5a
#8: DNA鎖 Widom 601 153-bp


分子量: 46998.945 Da / 分子数: 1 / 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) / 株 (発現宿主): DH5a

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非ポリマー , 1種, 4分子

#9: 化合物
ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 4 / 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
1BRCA1-UbcH5c/BARD1 E3-E2 module bound to nucleosome core particleCOMPLEX#1-#80RECOMBINANT
2BRCA1-UbcH5c/BARD1 E3-E2 moduleCOMPLEX#1-#21RECOMBINANT
3Nucleosome core particleCOMPLEX#3-#81RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
110.24 MDaNO
210.04 MDaNO
310.2 MDaNO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
11Homo sapiens (ヒト)9606
21synthetic construct (人工物)32630
32Homo sapiens (ヒト)9606
43Homo sapiens (ヒト)9606
53synthetic construct (人工物)32630
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
11Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
22Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
33Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
125 mMHEPES-NaOH1
235 mMNaCl1
31 mMDTT1
試料濃度: 0.6 mg/ml / 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 / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: C-flat
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 298 K

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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 / 倍率（公称値）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2700 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 700 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 10 sec. / 電子線照射量: 90 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 2
画像スキャン動画フレーム数/画像: 50 / 利用したフレーム数/画像: 1-50

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1cisTEM粒子像選択
2Leginon画像取得
4CTFFIND4CTF補正
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
9RELION3初期オイラー角割当
10RELION3最終オイラー角割当
11cryoSPARC分類
12cryoSPARC３次元再構成
19RosettaEMモデル精密化
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: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 21479 / 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://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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