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万見
- PDB-8g46: Cryo-EM structure of DDB1deltaB-DDA1-DCAF16-BRD4(BD2)-MMH2 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8g46
タイトルCryo-EM structure of DDB1deltaB-DDA1-DCAF16-BRD4(BD2)-MMH2
要素
  • Bromodomain-containing protein 4
  • DDB1- and CUL4-associated factor 16
  • DET1- and DDB1-associated protein 1
  • DNA damage-binding protein 1
キーワードLIGASE / E3 ligase / ubiquitin / degrader / targeted protein degradation
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation by virus of viral protein levels in host cell / epigenetic programming in the zygotic pronuclei / spindle assembly involved in female meiosis / Cul4-RING E3 ubiquitin ligase complex / UV-damage excision repair / biological process involved in interaction with symbiont / WD40-repeat domain binding / regulation of mitotic cell cycle phase transition / Cul4A-RING E3 ubiquitin ligase complex / Cul4B-RING E3 ubiquitin ligase complex ...positive regulation by virus of viral protein levels in host cell / epigenetic programming in the zygotic pronuclei / spindle assembly involved in female meiosis / Cul4-RING E3 ubiquitin ligase complex / UV-damage excision repair / biological process involved in interaction with symbiont / WD40-repeat domain binding / regulation of mitotic cell cycle phase transition / Cul4A-RING E3 ubiquitin ligase complex / Cul4B-RING E3 ubiquitin ligase complex / ubiquitin ligase complex scaffold activity / negative regulation of reproductive process / negative regulation of developmental process / cullin family protein binding / RNA polymerase II C-terminal domain binding / negative regulation of DNA damage checkpoint / P-TEFb complex binding / viral release from host cell / negative regulation by host of viral transcription / ectopic germ cell programmed cell death / proteasomal protein catabolic process / positive regulation of viral genome replication / positive regulation of T-helper 17 cell lineage commitment / positive regulation of gluconeogenesis / positive regulation of G2/M transition of mitotic cell cycle / histone reader activity / RNA polymerase II CTD heptapeptide repeat kinase activity / condensed nuclear chromosome / nucleotide-excision repair / Recognition of DNA damage by PCNA-containing replication complex / positive regulation of transcription elongation by RNA polymerase II / transcription coregulator activity / DNA Damage Recognition in GG-NER / lysine-acetylated histone binding / regulation of circadian rhythm / Dual Incision in GG-NER / Transcription-Coupled Nucleotide Excision Repair (TC-NER) / Formation of TC-NER Pre-Incision Complex / Wnt signaling pathway / Formation of Incision Complex in GG-NER / Dual incision in TC-NER / Gap-filling DNA repair synthesis and ligation in TC-NER / protein polyubiquitination / positive regulation of protein catabolic process / cellular response to UV / rhythmic process / p53 binding / positive regulation of proteasomal ubiquitin-dependent protein catabolic process / protein-macromolecule adaptor activity / Neddylation / chromosome / site of double-strand break / regulation of inflammatory response / ubiquitin-dependent protein catabolic process / proteasome-mediated ubiquitin-dependent protein catabolic process / positive regulation of canonical NF-kappaB signal transduction / Potential therapeutics for SARS / chromosome, telomeric region / damaged DNA binding / transcription coactivator activity / transcription cis-regulatory region binding / protein ubiquitination / chromatin remodeling / DNA repair / apoptotic process / DNA damage response / chromatin binding / protein-containing complex binding / chromatin / nucleolus / regulation of transcription by RNA polymerase II / negative regulation of apoptotic process / positive regulation of DNA-templated transcription / enzyme binding / positive regulation of transcription by RNA polymerase II / protein-containing complex / DNA binding / extracellular space / extracellular exosome / nucleoplasm / nucleus / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
DDB1- and CUL4-associated factor 16 / DDB1- and CUL4-associated factor 16 / DET1- and DDB1-associated protein 1, N-terminal / DET1- and DDB1-associated protein 1 / Det1 complexing ubiquitin ligase / Cleavage/polyadenylation specificity factor, A subunit, N-terminal / Mono-functional DNA-alkylating methyl methanesulfonate N-term / Cleavage/polyadenylation specificity factor, A subunit, C-terminal / CPSF A subunit region / Bromodomain protein 4, C-terminal ...DDB1- and CUL4-associated factor 16 / DDB1- and CUL4-associated factor 16 / DET1- and DDB1-associated protein 1, N-terminal / DET1- and DDB1-associated protein 1 / Det1 complexing ubiquitin ligase / Cleavage/polyadenylation specificity factor, A subunit, N-terminal / Mono-functional DNA-alkylating methyl methanesulfonate N-term / Cleavage/polyadenylation specificity factor, A subunit, C-terminal / CPSF A subunit region / Bromodomain protein 4, C-terminal / C-terminal domain of bromodomain protein 4 / NET domain superfamily / NET domain profile. / Brdt, bromodomain, repeat II / Brdt, bromodomain, repeat I / NET domain / Bromodomain extra-terminal - transcription regulation / Bromodomain, conserved site / Bromodomain signature. / Bromodomain / Bromodomain profile. / bromo domain / Bromodomain / Bromodomain-like superfamily / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-YK3 / Bromodomain-containing protein 4 / DNA damage-binding protein 1 / DET1- and DDB1-associated protein 1 / DDB1- and CUL4-associated factor 16
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: 2.2 Å
データ登録者Ma, M.W. / Hunkeler, M. / Jin, C.Y. / Fischer, E.S.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)CA262188 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)CA066996 米国
The Mark Foundation19-001-ELA 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2023
タイトル: Template-assisted covalent modification of DCAF16 underlies activity of BRD4 molecular glue degraders.
著者: Yen-Der Li / Michelle W Ma / Muhammad Murtaza Hassan / Moritz Hunkeler / Mingxing Teng / Kedar Puvar / Ryan Lumpkin / Brittany Sandoval / Cyrus Y Jin / Scott B Ficarro / Michelle Y Wang / ...著者: Yen-Der Li / Michelle W Ma / Muhammad Murtaza Hassan / Moritz Hunkeler / Mingxing Teng / Kedar Puvar / Ryan Lumpkin / Brittany Sandoval / Cyrus Y Jin / Scott B Ficarro / Michelle Y Wang / Shawn Xu / Brian J Groendyke / Logan H Sigua / Isidoro Tavares / Charles Zou / Jonathan M Tsai / Paul M C Park / Hojong Yoon / Felix C Majewski / Jarrod A Marto / Jun Qi / Radosław P Nowak / Katherine A Donovan / Mikołaj Słabicki / Nathanael S Gray / Eric S Fischer / Benjamin L Ebert /
要旨: Small molecules that induce protein-protein interactions to exert proximity-driven pharmacology such as targeted protein degradation are a powerful class of therapeutics. Molecular glues are of ...Small molecules that induce protein-protein interactions to exert proximity-driven pharmacology such as targeted protein degradation are a powerful class of therapeutics. Molecular glues are of particular interest given their favorable size and chemical properties and represent the only clinically approved degrader drugs. The discovery and development of molecular glues for novel targets, however, remains challenging. Covalent strategies could in principle facilitate molecular glue discovery by stabilizing the neo-protein interfaces. Here, we present structural and mechanistic studies that define a -labeling covalent molecular glue mechanism, which we term "template-assisted covalent modification". We found that a novel series of BRD4 molecular glue degraders act by recruiting the CUL4 ligase to the second bromodomain of BRD4 (BRD4). BRD4, in complex with DCAF16, serves as a structural template to facilitate covalent modification of DCAF16, which stabilizes the BRD4-degrader-DCAF16 ternary complex formation and facilitates BRD4 degradation. A 2.2 Å cryo-electron microscopy structure of the ternary complex demonstrates that DCAF16 and BRD4 have pre-existing structural complementarity which optimally orients the reactive moiety of the degrader for DCAF16 covalent modification. Systematic mutagenesis of both DCAF16 and BRD4 revealed that the loop conformation around BRD4, rather than specific side chains, is critical for stable interaction with DCAF16 and BD2 selectivity. Together our work establishes "template-assisted covalent modification" as a mechanism for covalent molecular glues, which opens a new path to proximity driven pharmacology.
履歴
登録2023年2月8日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年3月8日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: DNA damage-binding protein 1
B: DDB1- and CUL4-associated factor 16
C: Bromodomain-containing protein 4
E: DET1- and DDB1-associated protein 1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)148,6516
ポリマ－148,0564
非ポリマー5952
水1,982110
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area8960 Å2
ΔGint-43 kcal/mol
Surface area44590 Å2
手法PISA

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要素

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タンパク質 , 4種, 4分子 ABCE

#1: タンパク質 DNA damage-binding protein 1 / DDB p127 subunit / DNA damage-binding protein a / DDBa / Damage-specific DNA-binding protein 1 / ...DDB p127 subunit / DNA damage-binding protein a / DDBa / Damage-specific DNA-binding protein 1 / HBV X-associated protein 1 / XAP-1 / UV-damaged DNA-binding factor / UV-damaged DNA-binding protein 1 / UV-DDB 1 / XPE-binding factor / XPE-BF / Xeroderma pigmentosum group E-complementing protein / XPCe


分子量: 96425.586 Da / 分子数: 1
断片: UNP residues 1-395 + GNGNSG linker + UNP residues 706-1140
由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: DDB1, XAP1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q16531
#2: タンパク質 DDB1- and CUL4-associated factor 16


分子量: 24547.697 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: DCAF16, C4orf30 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9NXF7
#3: タンパク質 Bromodomain-containing protein 4 / Protein HUNK1


分子量: 14899.109 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: BRD4, HUNK1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: O60885
#4: タンパク質 DET1- and DDB1-associated protein 1 / Placenta cross-immune reaction antigen 1 / PCIA-1


分子量: 12183.646 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: DDA1, C19orf58, PCIA1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9BW61

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非ポリマー , 3種, 112分子

#5: 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
#6: 化合物 ChemComp-YK3 / tert-butyl [(6S,10P)-4-{4-[(ethanesulfonyl)amino]phenyl}-2,3,9-trimethyl-6H-thieno[3,2-f][1,2,4]triazolo[4,3-a][1,4]diazepin-6-yl]acetate


分子量: 529.675 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C25H31N5O4S2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 110 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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: Ternary complex of cullin ring E3 ubiquitin ligase substrate receptor arm (DDB1deltaB-DDA1-DCAF16) in compound-induced complex with bromodomain 2 of BRD4
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.148 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 株: Hi5
緩衝液pH: 7.4
詳細: 50 mM HEPES pH 7.4, 200 mM NaCl, 2 mM TCEP, 0.011% LMNG
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mM4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid1
2200 mMsodium chlorideNaCl1
30.011 %Lauryl Maltose Neopentyl Glycol1
42 mMtris(2-carboxyethyl)phosphine1
試料濃度: 1.25 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: The ternary complex was incubated at RT for 30 min before polishing on through size exclusion chromatography. The purified DCAF16 complex was incubated with an extra 1.2x molar excess of ...詳細: The ternary complex was incubated at RT for 30 min before polishing on through size exclusion chromatography. The purified DCAF16 complex was incubated with an extra 1.2x molar excess of purified BRD4BD2 for 30 minutes at 4 degree C before grid preparation.
試料支持詳細: 20 mA / 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: UltrAuFoil R0./1
急速凍結装置: LEICA EM GP / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 90 % / 凍結前の試料温度: 283 K / 詳細: detergent added directly before grid application

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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）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 2.3 sec. / 電子線照射量: 50.27 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: 17118
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: REFMAC / バージョン: 5.8.0352 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1Topaz粒子像選択
2SerialEM4.0.5画像取得
4cryoSPARC3.3.2CTF補正
7UCSF ChimeraX1.4モデルフィッティング
9cryoSPARC3.3.2初期オイラー角割当
10cryoSPARC3.3.2最終オイラー角割当
11cryoSPARC3.3.2分類
12cryoSPARC3.3.2３次元再構成
13ISOLDE1.3モデル精密化
14REFMAC5.8モデル精密化
15PHENIX1.19モデル精密化
CTF補正詳細: in cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 14452363
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 1433050 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 3 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 74 / プロトコル: OTHER / 詳細: refinement in both real and Fourier space
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession code詳細Source nameタイプ
26VIX

6vix

16VIXfor BRD4(BD2)PDBexperimental model
36Q0R

6q0r

16Q0Rfor DDB1 and DDA1PDBexperimental model
精密化解像度: 2.2→146.97 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.779 / SU B: 4.489 / SU ML: 0.105 / ESU R: 0.165
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射
Rwork0.39229 --
obs0.39229 269015 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 73.259 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 8603
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0060.0128677
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d00.0168022
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.0711.6511757
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg0.3561.56218725
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg5.25451063
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg2.425548
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg17.362101531
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.050.21326
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0050.029710
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0010.021663
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it6.3897.1214270
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other6.3877.124270
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it9.39110.6765328
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other9.39110.6765329
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it6.4897.9774407
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other6.4887.9774408
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other10.07911.5926430
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined16.57735483
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other16.58135450
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 2.2→2.257 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork0.987 19924 -
obs--100 %

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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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