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万見
- PDB-9ask: Human DNA polymerase theta helicase domain dimer, apo-form -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9ask
タイトルHuman DNA polymerase theta helicase domain dimer, apo-form
要素DNA polymerase theta
キーワードTRANSFERASE / DNA BINDING PROTEIN / DNA repair / helicase / ATPase
機能・相同性
機能・相同性情報


double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / HDR through MMEJ (alt-NHEJ) / single-stranded DNA helicase activity / replication fork processing / mitochondrial nucleoid / site of DNA damage / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / error-prone translesion synthesis / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / somatic hypermutation of immunoglobulin genes ...double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / HDR through MMEJ (alt-NHEJ) / single-stranded DNA helicase activity / replication fork processing / mitochondrial nucleoid / site of DNA damage / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / error-prone translesion synthesis / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / somatic hypermutation of immunoglobulin genes / DNA helicase activity / protein homooligomerization / base-excision repair / RNA-directed DNA polymerase / RNA-directed DNA polymerase activity / double-strand break repair / site of double-strand break / DNA-directed DNA polymerase / DNA helicase / damaged DNA binding / DNA-directed DNA polymerase activity / DNA repair / DNA damage response / chromatin binding / magnesium ion binding / Golgi apparatus / ATP hydrolysis activity / nucleoplasm / ATP binding / identical protein binding / nucleus / cytosol
類似検索 - 分子機能
: / : / DNA_pol_Q helicase like region helical domain / Domain of unknown function (DUF7898) / DNA polymerase theta-like, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / DNA polymerase A / DNA polymerase family A / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site / DNA polymerase family A signature. ...: / : / DNA_pol_Q helicase like region helical domain / Domain of unknown function (DUF7898) / DNA polymerase theta-like, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / DNA polymerase A / DNA polymerase family A / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site / DNA polymerase family A signature. / DNA-directed DNA polymerase, family A, palm domain / DNA polymerase A domain / DEAD/DEAH box helicase domain / DEAD/DEAH box helicase / Helicase conserved C-terminal domain / helicase superfamily c-terminal domain / Superfamilies 1 and 2 helicase C-terminal domain profile. / Superfamilies 1 and 2 helicase ATP-binding type-1 domain profile. / DEAD-like helicases superfamily / Helicase, C-terminal / Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain / Ribonuclease H superfamily / Ribonuclease H-like superfamily / DNA/RNA polymerase superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA polymerase theta
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: 3.6 Å
データ登録者Ito, F. / Li, Z. / Chen, X.S.
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)GM130889 米国
引用
ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Structural basis for Polθ-helicase DNA binding and microhomology-mediated end-joining.
著者: Fumiaki Ito / Ziyuan Li / Leonid Minakhin / Htet A Khant / Richard T Pomerantz / Xiaojiang S Chen /
要旨: DNA double-strand breaks (DSBs) present a critical threat to genomic integrity, often precipitating genomic instability and oncogenesis. Repair of DSBs predominantly occurs through homologous ...DNA double-strand breaks (DSBs) present a critical threat to genomic integrity, often precipitating genomic instability and oncogenesis. Repair of DSBs predominantly occurs through homologous recombination (HR) and non-homologous end joining (NHEJ). In HR-deficient cells, DNA polymerase theta (Polθ) becomes critical for DSB repair via microhomology-mediated end joining (MMEJ), also termed theta-mediated end joining (TMEJ). Thus, Polθ is synthetically lethal with BRCA1/2 and other HR factors, underscoring its potential as a therapeutic target in HR-deficient cancers. However, the molecular mechanisms governing Polθ-mediated MMEJ remain poorly understood. Here we present a series of cryo-electron microscopy structures of the Polθ helicase domain (Polθ-hel) in complex with DNA containing different 3'-ssDNA overhangs. The structures reveal the sequential conformations adopted by Polθ-hel during the critical phases of DNA binding, microhomology searching, and microhomology annealing. The stepwise conformational changes within the Polθ-hel subdomains and its functional dimeric state are pivotal for aligning the 3'-ssDNA overhangs, facilitating the microhomology search and subsequent annealing necessary for DSB repair via MMEJ. Our findings illustrate the essential molecular switches within Polθ-hel that orchestrate the MMEJ process in DSB repair, laying the groundwork for the development of targeted therapies against the Polθ-hel.
#1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Structural Basis for Polθ-Helicase DNA Binding and Microhomology-Mediated End-Joining.
著者: Fumiaki Ito / Ziyuan Li / Leonid Minakhin / Htet A Khant / Richard T Pomerantz / Xiaojiang S Chen /
要旨: DNA double-strand breaks (DSBs) present a critical threat to genomic integrity, often precipitating genomic instability and oncogenesis. Repair of DSBs predominantly occurs through homologous ...DNA double-strand breaks (DSBs) present a critical threat to genomic integrity, often precipitating genomic instability and oncogenesis. Repair of DSBs predominantly occurs through homologous recombination (HR) and non-homologous end joining (NHEJ). In HR-deficient cells, DNA polymerase theta (Polθ) becomes critical for DSB repair via microhomology-mediated end joining (MMEJ), also termed theta-mediated end joining (TMEJ). Thus, Polθ is synthetically lethal with BRCA1/2 and other HR factors, underscoring its potential as a therapeutic target in HR-deficient cancers. However, the molecular mechanisms governing Polθ-mediated MMEJ remain poorly understood. Here we present a series of cryo-electron microscopy structures of the Polθ helicase domain (Polθ-hel) in complex with DNA containing 3'-overhang. The structures reveal the sequential conformations adopted by Polθ-hel during the critical phases of DNA binding, microhomology searching, and microhomology annealing. The stepwise conformational changes within the Polθ-hel subdomains and its functional dimeric state are pivotal for aligning the 3'-overhangs, facilitating the microhomology search and subsequent annealing necessary for DSB repair via MMEJ. Our findings illustrate the essential molecular switches within Polθ-hel that orchestrate the MMEJ process in DSB repair, laying the groundwork for the development of targeted therapies against the Polθ-hel.
履歴
登録2024年2月26日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年6月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02024年6月26日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02024年6月26日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年4月30日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / em_admin / pdbx_entry_details
Item: _em_admin.last_update
改定 1.22025年5月14日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / em_software / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.12025年5月14日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data processing / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_software / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name

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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 polymerase theta
B: DNA polymerase theta


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)199,6052
ポリマ－199,6052
非ポリマー00
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: タンパク質 DNA polymerase theta / DNA polymerase eta


分子量: 99802.539 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: POLQ, POLH / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: O75417, DNA-directed DNA polymerase
Has protein modificationN

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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: Human DNA polymerase theta helicase domain dimer, apo-form
タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.199 MDa / 実験値: NO
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: 7.5
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
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: 277 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS GLACIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 150000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
撮影平均露光時間: 8 sec. / 電子線照射量: 58 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4511

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
2EPU画像取得
8PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 3961362
3次元再構成解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 280269 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00311764
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.58815912
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d4.091580
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.041876
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041990

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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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