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万見
- PDB-8sxt: Structure of LINE-1 ORF2p with template:primer hybrid -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8sxt
タイトルStructure of LINE-1 ORF2p with template:primer hybrid
要素
  • DNA primer
  • LINE-1 retrotransposable element ORF2 protein
  • RNA template
キーワードRNA BINDING PROTEIN/RNA/DNA / reverse transcriptase / LINE-1 / RNA BINDING PROTEIN / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


retrotransposition / nucleic acid metabolic process / type II site-specific deoxyribonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / RNA-directed DNA polymerase / RNA-directed DNA polymerase activity / DNA recombination / RNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Endonuclease/exonuclease/phosphatase / Endonuclease/Exonuclease/phosphatase family / Endonuclease/exonuclease/phosphatase superfamily / Reverse transcriptase (RNA-dependent DNA polymerase) / Reverse transcriptase domain / Reverse transcriptase (RT) catalytic domain profile. / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / LINE-1 retrotransposable element ORF2 protein
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: 3.3 Å
データ登録者van Eeuwen, T. / Taylor, M.S. / Rout, M.P.
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)P41 GM109824 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Structures, functions and adaptations of the human LINE-1 ORF2 protein.
著者: Eric T Baldwin / Trevor van Eeuwen / David Hoyos / Arthur Zalevsky / Egor P Tchesnokov / Roberto Sánchez / Bryant D Miller / Luciano H Di Stefano / Francesc Xavier Ruiz / Matthew Hancock / ...著者: Eric T Baldwin / Trevor van Eeuwen / David Hoyos / Arthur Zalevsky / Egor P Tchesnokov / Roberto Sánchez / Bryant D Miller / Luciano H Di Stefano / Francesc Xavier Ruiz / Matthew Hancock / Esin Işik / Carlos Mendez-Dorantes / Thomas Walpole / Charles Nichols / Paul Wan / Kirsi Riento / Rowan Halls-Kass / Martin Augustin / Alfred Lammens / Anja Jestel / Paula Upla / Kera Xibinaku / Samantha Congreve / Maximiliaan Hennink / Kacper B Rogala / Anna M Schneider / Jennifer E Fairman / Shawn M Christensen / Brian Desrosiers / Gregory S Bisacchi / Oliver L Saunders / Nafeeza Hafeez / Wenyan Miao / Rosana Kapeller / Dennis M Zaller / Andrej Sali / Oliver Weichenrieder / Kathleen H Burns / Matthias Götte / Michael P Rout / Eddy Arnold / Benjamin D Greenbaum / Donna L Romero / John LaCava / Martin S Taylor /
要旨: The LINE-1 (L1) retrotransposon is an ancient genetic parasite that has written around one-third of the human genome through a 'copy and paste' mechanism catalysed by its multifunctional enzyme, open ...The LINE-1 (L1) retrotransposon is an ancient genetic parasite that has written around one-third of the human genome through a 'copy and paste' mechanism catalysed by its multifunctional enzyme, open reading frame 2 protein (ORF2p). ORF2p reverse transcriptase (RT) and endonuclease activities have been implicated in the pathophysiology of cancer, autoimmunity and ageing, making ORF2p a potential therapeutic target. However, a lack of structural and mechanistic knowledge has hampered efforts to rationally exploit it. We report structures of the human ORF2p 'core' (residues 238-1061, including the RT domain) by X-ray crystallography and cryo-electron microscopy in several conformational states. Our analyses identified two previously undescribed folded domains, extensive contacts to RNA templates and associated adaptations that contribute to unique aspects of the L1 replication cycle. Computed integrative structural models of full-length ORF2p show a dynamic closed-ring conformation that appears to open during retrotransposition. We characterize ORF2p RT inhibition and reveal its underlying structural basis. Imaging and biochemistry show that non-canonical cytosolic ORF2p RT activity can produce RNA:DNA hybrids, activating innate immune signalling through cGAS/STING and resulting in interferon production. In contrast to retroviral RTs, L1 RT is efficiently primed by short RNAs and hairpins, which probably explains cytosolic priming. Other biochemical activities including processivity, DNA-directed polymerization, non-templated base addition and template switching together allow us to propose a revised L1 insertion model. Finally, our evolutionary analysis demonstrates structural conservation between ORF2p and other RNA- and DNA-dependent polymerases. We therefore provide key mechanistic insights into L1 polymerization and insertion, shed light on the evolutionary history of L1 and enable rational drug development targeting L1.
履歴
登録2023年5月24日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年1月10日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年2月14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.title / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID

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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
B: DNA primer
C: RNA template
A: LINE-1 retrotransposable element ORF2 protein
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)159,1795
ポリマ－158,6723
非ポリマー5062
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: DNA鎖 DNA primer


分子量: 3975.611 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#2: RNA鎖 RNA template


分子量: 5444.269 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: タンパク質 LINE-1 retrotransposable element ORF2 protein / ORF2p


分子量: 149252.344 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: O00370, RNA-directed DNA polymerase, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ
#4: 化合物 ChemComp-TTP / THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / dTTP


分子量: 482.168 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N2O14P3
#5: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
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

構成要素名称: Long Interspersed Nuclear Element (LINE)-1 ORF2 protein
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #3 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.6
詳細: 20mM HEPES pH 7.6, 150mM NaCl, 2mM MgOAc, 2mM DTT, 2mM dTTP
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMsodium chlorideNaCl1
32 mMmagnesium acetateMg(CH3COO)21
42 mMDTTC4H10O2S21
試料濃度: 0.15 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: Sample was monodisperse though unstable
試料支持詳細: Pelco easy glow
急速凍結装置: LEICA EM CPC / 凍結剤: ETHANE / 詳細: Manually blotted from the back

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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）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 0 mm
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: 54 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: 2 / 実像数: 11270
詳細: Super-resolution images collected in dose-fractionation mode over 54 frames with a dose per frame of 1.08 e/A2

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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
1cryoSPARC3.3.1粒子像選択
2SerialEM画像取得
4cryoSPARC3.3.1CTF補正
5CTFFIND4.1.13CTF補正
10cryoSPARC3.3.1初期オイラー角割当
11RELION3.1初期オイラー角割当
12cryoSPARC3.3.1最終オイラー角割当
14cryoSPARC3.3.1３次元再構成
15PHENIXモデル精密化
画像処理詳細: Movies were binned during motion and gain correction
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
粒子像の選択選択した粒子像数: 1074466
詳細: Particles were template picked using 2D class average references
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 430198 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 109 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 8C8J

8c8j


PDB chain-ID: A / Accession code: 8C8J / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0036555
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.5438932
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.956986
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.038999
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031050

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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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