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- PDB-7upi: Cryo-EM structure of SHOC2-PP1c-MRAS holophosphatase complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7upi
タイトルCryo-EM structure of SHOC2-PP1c-MRAS holophosphatase complex
要素
  • Leucine-rich repeat protein SHOC-2
  • Ras-related protein M-Ras
  • Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit
キーワードCELL CYCLE / shoc2 / leucine-rich repeat / MRAs / protein phosphatase / RAS signaling / MAPK
機能・相同性
機能・相同性情報


cellular response to growth hormone stimulus / regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of termination of RNA polymerase II transcription, poly(A)-coupled / PTW/PP1 phosphatase complex / negative regulation of neural precursor cell proliferation / protein phosphatase type 1 complex / glycogen granule / RNA polymerase II promoter clearance / RNA polymerase II CTD heptapeptide repeat S5 phosphatase activity / nerve growth factor signaling pathway ...cellular response to growth hormone stimulus / regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of termination of RNA polymerase II transcription, poly(A)-coupled / PTW/PP1 phosphatase complex / negative regulation of neural precursor cell proliferation / protein phosphatase type 1 complex / glycogen granule / RNA polymerase II promoter clearance / RNA polymerase II CTD heptapeptide repeat S5 phosphatase activity / nerve growth factor signaling pathway / cyclic-GMP-AMP transmembrane import across plasma membrane / cadherin binding involved in cell-cell adhesion / protein phosphatase 1 binding / regulation of translational initiation in response to stress / protein phosphatase regulator activity / GTP-dependent protein binding / positive regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway in absence of ligand / SHOC2 M1731 mutant abolishes MRAS complex function / Gain-of-function MRAS complexes activate RAF signaling / positive regulation of Ras protein signal transduction / regulation of canonical Wnt signaling pathway / protein dephosphorylation / Phosphorylation and nuclear translocation of the CRY:PER:kinase complex / glycogen metabolic process / protein-serine/threonine phosphatase / branching morphogenesis of an epithelial tube / negative regulation of neuron differentiation / Triglyceride catabolism / entrainment of circadian clock by photoperiod / protein serine/threonine phosphatase activity / telomere maintenance in response to DNA damage / phosphatase activity / Maturation of hRSV A proteins / regulation of MAPK cascade / negative regulation of transcription elongation by RNA polymerase II / transition metal ion binding / fibroblast growth factor receptor signaling pathway / DARPP-32 events / positive regulation of glycogen biosynthetic process / ribonucleoprotein complex binding / phosphoprotein phosphatase activity / positive regulation of neuron differentiation / lung development / Downregulation of TGF-beta receptor signaling / cellular response to leukemia inhibitory factor / small monomeric GTPase / adherens junction / circadian regulation of gene expression / centriole / sperm end piece / positive regulation of transcription elongation by RNA polymerase II / RAF activation / positive regulation of neuron projection development / regulation of circadian rhythm / response to lead ion / GDP binding / presynapse / actin cytoskeleton organization / G protein activity / sperm midpiece / protein phosphatase binding / dendritic spine / perikaryon / Ras protein signal transduction / intracellular signal transduction / protein stabilization / iron ion binding / cell division / GTPase activity / GTP binding / nucleolus / glutamatergic synapse / endoplasmic reticulum / extracellular exosome / nucleoplasm / nucleus / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Serine-threonine protein phosphatase, N-terminal / : / Serine-threonine protein phosphatase N-terminal domain / : / Serine/threonine specific protein phosphatases signature. / Protein phosphatase 2A homologues, catalytic domain. / Serine/threonine-specific protein phosphatase/bis(5-nucleosyl)-tetraphosphatase / : / Leucine-rich repeat region / Metallo-dependent phosphatases ...Serine-threonine protein phosphatase, N-terminal / : / Serine-threonine protein phosphatase N-terminal domain / : / Serine/threonine specific protein phosphatases signature. / Protein phosphatase 2A homologues, catalytic domain. / Serine/threonine-specific protein phosphatase/bis(5-nucleosyl)-tetraphosphatase / : / Leucine-rich repeat region / Metallo-dependent phosphatases / Purple Acid Phosphatase; chain A, domain 2 / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine-rich repeat, SDS22-like subfamily / Calcineurin-like phosphoesterase domain, ApaH type / Calcineurin-like phosphoesterase / Metallo-dependent phosphatase-like / Small GTPase, Ras-type / Small GTPase Ras domain profile. / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily / Ran (Ras-related nuclear proteins) /TC4 subfamily of small GTPases / Leucine-rich repeat profile. / Leucine-rich repeat / Rho (Ras homology) subfamily of Ras-like small GTPases / Ras subfamily of RAS small GTPases / Small GTPase / Ras family / Rab subfamily of small GTPases / Leucine-rich repeat domain superfamily / 4-Layer Sandwich / Small GTP-binding protein domain / P-loop containing nucleotide triphosphate hydrolases / Rossmann fold / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase / 3-Layer(aba) Sandwich / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / : / Ras-related protein M-Ras / Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit / Leucine-rich repeat protein SHOC-2
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: 2.89 Å
データ登録者Fuller, J.R. / Hajian, B. / Lemke, C. / Kwon, J. / Bian, Y. / Aguirre, A.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
Other private 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Structure-function analysis of the SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex.
著者: Jason J Kwon / Behnoush Hajian / Yuemin Bian / Lucy C Young / Alvaro J Amor / James R Fuller / Cara V Fraley / Abbey M Sykes / Jonathan So / Joshua Pan / Laura Baker / Sun Joo Lee / Douglas B ...著者: Jason J Kwon / Behnoush Hajian / Yuemin Bian / Lucy C Young / Alvaro J Amor / James R Fuller / Cara V Fraley / Abbey M Sykes / Jonathan So / Joshua Pan / Laura Baker / Sun Joo Lee / Douglas B Wheeler / David L Mayhew / Nicole S Persky / Xiaoping Yang / David E Root / Anthony M Barsotti / Andrew W Stamford / Charles K Perry / Alex Burgin / Frank McCormick / Christopher T Lemke / William C Hahn / Andrew J Aguirre /
要旨: Receptor tyrosine kinase (RTK)-RAS signalling through the downstream mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade regulates cell proliferation and survival. The SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase ...Receptor tyrosine kinase (RTK)-RAS signalling through the downstream mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade regulates cell proliferation and survival. The SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex functions as a key regulator of RTK-RAS signalling by removing an inhibitory phosphorylation event on the RAF family of proteins to potentiate MAPK signalling. SHOC2 forms a ternary complex with MRAS and PP1C, and human germline gain-of-function mutations in this complex result in congenital RASopathy syndromes. However, the structure and assembly of this complex are poorly understood. Here we use cryo-electron microscopy to resolve the structure of the SHOC2-MRAS-PP1C complex. We define the biophysical principles of holoenzyme interactions, elucidate the assembly order of the complex, and systematically interrogate the functional consequence of nearly all of the possible missense variants of SHOC2 through deep mutational scanning. We show that SHOC2 binds PP1C and MRAS through the concave surface of the leucine-rich repeat region and further engages PP1C through the N-terminal disordered region that contains a cryptic RVXF motif. Complex formation is initially mediated by interactions between SHOC2 and PP1C and is stabilized by the binding of GTP-loaded MRAS. These observations explain how mutant versions of SHOC2 in RASopathies and cancer stabilize the interactions of complex members to enhance holophosphatase activity. Together, this integrative structure-function model comprehensively defines key binding interactions within the SHOC2-MRAS-PP1C holophosphatase complex and will inform therapeutic development .
履歴
登録2022年4月15日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年5月4日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年8月17日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22022年9月21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6月12日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting_list / pdbx_initial_refinement_model
Item: _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id ..._em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type

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構造の表示

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: Ras-related protein M-Ras
B: Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit
C: Leucine-rich repeat protein SHOC-2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)124,2338
ポリマ－123,5403
非ポリマー6935
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 , 3種, 3分子 ABC

#1: タンパク質 Ras-related protein M-Ras / Ras-related protein R-Ras3


分子量: 20894.898 Da / 分子数: 1 / 変異: Q71L / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: MRAS, RRAS3 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: O14807, small monomeric GTPase
#2: タンパク質 Serine/threonine-protein phosphatase PP1-alpha catalytic subunit / PP-1A


分子量: 37615.102 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: PPP1CA, PPP1A / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P62136, protein-serine/threonine phosphatase
#3: タンパク質 Leucine-rich repeat protein SHOC-2 / Protein soc-2 homolog / Protein sur-8 homolog


分子量: 65029.926 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: SHOC2, KIAA0862
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: Q9UQ13

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非ポリマー , 4種, 5分子

#4: 化合物 ChemComp-GTP / GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 523.180 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O14P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: GTP, エネルギー貯蔵分子*YM
#5: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-MN / MANGANESE (II) ION


分子量: 54.938 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 化合物 ChemComp-CL / CHLORIDE ION


分子量: 35.453 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Cl / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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

構成要素名称: SHOC2-PP1C-MRAS holophosphatase / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
31Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.4
詳細: Fluorinated octyl maltoside added immediately prior to vitrification
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMsodium chlorideNaCl1
250 mMHEPESC8H18N2O4S1
30.5 mMTCEPC9H15O6P1
40.025 %Fluorinated octyl maltosideC20H25F13O111
試料濃度: 2.75 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: Gatan Solarus using ambient air with power set to 20 watts
グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 291 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）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2300 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Calibrated defocus min: 290 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2840 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: ZEMLIN TABLEAU
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 60 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4721
詳細: Movies were recorded in CDS + super-resolution mode, fractionating 60 e-/A2 over 52 movie frames
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類NB
phenix.real_space_refine1.20_4459精密化
PHENIX1.20_4459精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION4.0beta2粒子像選択
2Topaz0.2.5粒子像選択
3EPU2.9画像取得
5CTFFIND4.1.14CTF補正
6RELION4.0beta2CTF補正
9UCSF Chimera1.15モデルフィッティング
11RELION4.0beta2初期オイラー角割当
12RELION4.0beta2最終オイラー角割当
13RELION4.0beta2分類
14RELION4.0beta2３次元再構成
15PHENIX1.19モデル精密化
16Coot0.9.6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: 2.89 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 449384 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / PDB chain-ID: A / Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB-IDAccession codeInitial refinement model-ID
13E7A

3e7a

3E7A1
23KKO

3kko

3KKO2
精密化交差検証法: NONE

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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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