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- PDB-9e2z: Cryo-EM structure of human CMG helicase stalled at G4-containing ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9e2z
タイトルCryo-EM structure of human CMG helicase stalled at G4-containing DNA template
要素
  • (DNA replication complex GINS protein ...) x 4
  • (DNA replication licensing factor ...) x 5
  • Cell division control protein 45 homolog
  • Isoform 2 of DNA replication licensing factor MCM3
  • Lagging strand DNA template
  • Leading strand DNA template
キーワードREPLICATION/DNA / helicase / DNA replication / cell division / fork stalling / translocation / REPLICATION / REPLICATION-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Switching of origins to a post-replicative state / Unwinding of DNA / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / GINS complex / mitotic DNA replication preinitiation complex assembly / regulation of phosphorylation / nuclear origin of replication recognition complex / alpha DNA polymerase:primase complex / mitotic DNA replication / Regulation of MITF-M-dependent genes involved in DNA replication, damage repair and senescence ...Switching of origins to a post-replicative state / Unwinding of DNA / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / GINS complex / mitotic DNA replication preinitiation complex assembly / regulation of phosphorylation / nuclear origin of replication recognition complex / alpha DNA polymerase:primase complex / mitotic DNA replication / Regulation of MITF-M-dependent genes involved in DNA replication, damage repair and senescence / DNA replication checkpoint signaling / CMG complex / DNA replication preinitiation complex / double-strand break repair via break-induced replication / MCM complex / mitotic DNA replication initiation / regulation of DNA-templated DNA replication initiation / inner cell mass cell proliferation / DNA strand elongation involved in DNA replication / G1/S-Specific Transcription / DNA replication origin binding / cochlea development / Activation of the pre-replicative complex / DNA replication initiation / Activation of ATR in response to replication stress / cellular response to interleukin-4 / cellular response to epidermal growth factor stimulus / DNA helicase activity / Assembly of the pre-replicative complex / DNA-templated DNA replication / cellular response to xenobiotic stimulus / multicellular organism growth / Orc1 removal from chromatin / cellular senescence / nucleosome assembly / single-stranded DNA binding / histone binding / DNA helicase / DNA replication / chromosome, telomeric region / cell population proliferation / cilium / ciliary basal body / apoptotic process / DNA damage response / chromatin binding / centrosome / chromatin / perinuclear region of cytoplasm / enzyme binding / ATP hydrolysis activity / DNA binding / zinc ion binding / nucleoplasm / ATP binding / membrane / identical protein binding / nucleus / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
: / DNA replication licensing factor MCM2-like, winged-helix domain / : / PSF2 N-terminal domain / : / : / PSF3 N-terminal domain / PSF1 C-terminal domain / CDC45 family / DNA replication complex GINS protein Psf2 ...: / DNA replication licensing factor MCM2-like, winged-helix domain / : / PSF2 N-terminal domain / : / : / PSF3 N-terminal domain / PSF1 C-terminal domain / CDC45 family / DNA replication complex GINS protein Psf2 / CDC45 / GINS complex, subunit Psf3 / DNA replication complex GINS protein SLD5, C-terminal / GINS complex, subunit Psf3 superfamily / GINS complex protein Sld5, alpha-helical domain / DNA replication complex GINS protein SLD5 C-terminus / GINS complex subunit Sld5 / GINS subunit, domain A / GINS complex protein helical bundle domain / GINS complex, subunit Psf1 / GINS, helical bundle-like domain superfamily / : / MCM5, C-terminal domain / DNA replication licensing factor MCM7, winged helix / DNA replication licensing factor Mcm5 / MCM4, winged helix domain / DNA replication licensing factor Mcm3 / Mini-chromosome maintenance complex protein 4 / : / MCM3-like, winged helix domain / DNA replication licensing factor Mcm6 / DNA replication licensing factor Mcm7 / Mcm6, C-terminal winged-helix domain / MCM6 C-terminal winged-helix domain / DNA replication licensing factor Mcm2 / Mini-chromosome maintenance protein 2 / Mini-chromosome maintenance, conserved site / MCM family signature. / MCM N-terminal domain / MCM N-terminal domain / MCM OB domain / MCM OB domain / Mini-chromosome maintenance protein / MCM, AAA-lid domain / MCM P-loop domain / MCM AAA-lid domain / MCM family C-terminal AAA(+) ATPase domain (MCM-CTD) profile. / minichromosome maintenance proteins / MCM domain / Nucleic acid-binding, OB-fold / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / : / DNA / DNA (> 10) / Cell division control protein 45 homolog / DNA replication licensing factor MCM3 / DNA replication licensing factor MCM4 / DNA replication licensing factor MCM5 / DNA replication licensing factor MCM7 ...ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / : / DNA / DNA (> 10) / Cell division control protein 45 homolog / DNA replication licensing factor MCM3 / DNA replication licensing factor MCM4 / DNA replication licensing factor MCM5 / DNA replication licensing factor MCM7 / DNA replication licensing factor MCM2 / DNA replication licensing factor MCM6 / DNA replication complex GINS protein PSF1 / DNA replication complex GINS protein SLD5 / DNA replication complex GINS protein PSF3 / DNA replication complex GINS protein PSF2
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: 2.6 Å
データ登録者Allwein, B. / Batra, S. / Remus, D. / Hite, R.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM152094 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM126907 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)P30 CA008748 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2025
タイトル: G-quadruplex-stalled eukaryotic replisome structure reveals helical inchworm DNA translocation.
著者: Sahil Batra / Benjamin Allwein / Charanya Kumar / Sujan Devbhandari / Jan-Gert Brüning / Soon Bahng / Chong M Lee / Kenneth J Marians / Richard K Hite / Dirk Remus /
要旨: DNA G-quadruplexes (G4s) are non-B-form DNA secondary structures that threaten genome stability by impeding DNA replication. To elucidate how G4s induce replication fork arrest, we characterized fork ...DNA G-quadruplexes (G4s) are non-B-form DNA secondary structures that threaten genome stability by impeding DNA replication. To elucidate how G4s induce replication fork arrest, we characterized fork collisions with preformed G4s in the parental DNA using reconstituted yeast and human replisomes. We demonstrate that a single G4 in the leading strand template is sufficient to stall replisomes by arresting the CMG helicase. Cryo-electron microscopy structures of stalled yeast and human CMG complexes reveal that the folded G4 is lodged inside the central CMG channel, arresting translocation. The G4 stabilizes the CMG at distinct translocation intermediates, suggesting an unprecedented helical inchworm mechanism for DNA translocation. These findings illuminate the eukaryotic replication fork mechanism under normal and perturbed conditions.
履歴
登録2024年10月23日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年3月26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
2: DNA replication licensing factor MCM2
3: Isoform 2 of DNA replication licensing factor MCM3
4: DNA replication licensing factor MCM4
5: DNA replication licensing factor MCM5
6: DNA replication licensing factor MCM6
7: DNA replication licensing factor MCM7
A: DNA replication complex GINS protein PSF1
B: DNA replication complex GINS protein PSF2
C: DNA replication complex GINS protein PSF3
D: DNA replication complex GINS protein SLD5
E: Cell division control protein 45 homolog
F: Leading strand DNA template
G: Lagging strand DNA template
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)738,68031
ポリマ－735,23213
非ポリマー3,44918
水70339
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, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

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DNA replication licensing factor ... , 5種, 5分子 24567

#1: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM2 / Minichromosome maintenance protein 2 homolog / Nuclear protein BM28


分子量: 102034.102 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: MCM2, BM28, CCNL1, CDCL1, KIAA0030 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P49736, DNA helicase
#3: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM4 / CDC21 homolog / P1-CDC21


分子量: 99119.461 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: MCM4, CDC21 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P33991, DNA helicase
#4: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM5 / CDC46 homolog / P1-CDC46


分子量: 82406.633 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: MCM5, CDC46 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P33992, DNA helicase
#5: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM6 / p105MCM


分子量: 93010.273 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: MCM6 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q14566, DNA helicase
#6: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM7 / CDC47 homolog / P1.1-MCM3


分子量: 81411.875 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: MCM7, CDC47, MCM2 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P33993, DNA helicase

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タンパク質 , 2種, 2分子 3E

#2: タンパク質 Isoform 2 of DNA replication licensing factor MCM3 / DNA polymerase alpha holoenzyme-associated protein P1 / P1-MCM3 / RLF subunit beta / p102


分子量: 96043.320 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: MCM3 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P25205, DNA helicase
#11: タンパク質 Cell division control protein 45 homolog / PORC-PI-1


分子量: 65651.539 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: CDC45, CDC45L, CDC45L2, UNQ374/PRO710 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: O75419

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DNA replication complex GINS protein ... , 4種, 4分子 ABCD

#7: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF1 / GINS complex subunit 1


分子量: 23022.469 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: GINS1, KIAA0186, PSF1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q14691
#8: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF2 / GINS complex subunit 2


分子量: 25336.793 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: GINS2, PSF2, CGI-122, DC5, HSPC037 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9Y248
#9: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF3 / GINS complex subunit 3


分子量: 24562.611 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: GINS3, PSF3 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9BRX5
#10: タンパク質 DNA replication complex GINS protein SLD5 / GINS complex subunit 4


分子量: 26081.873 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: GINS4, SLD5 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: Q9BRT9

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DNA鎖 , 2種, 2分子 FG

#12: DNA鎖 Leading strand DNA template


分子量: 12582.038 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: synthetic construct (人工物)
#13: DNA鎖 Lagging strand DNA template


分子量: 3968.626 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: synthetic construct (人工物)

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非ポリマー , 6種, 57分子

#14: 化合物 ChemComp-ADP / ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE


分子量: 427.201 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H15N5O10P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ADP, エネルギー貯蔵分子*YM
#15: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#16: 化合物
ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 507.181 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM
#17: 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
#18: 化合物 ChemComp-K / POTASSIUM ION


分子量: 39.098 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: K
#19: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 39 / 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
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 CMG, G4 stall state / タイプ: COMPLEX
詳細: Human CMG stalled at G4-containing DNA template, lacking the fork protection complex (TIMELESS-TIPIN)
Entity ID: #7-#13, #2, #5, #4, #1, #3, #6 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.58601 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae W303 (パン酵母)
由来(組換発現)生物種: Saccharomyces cerevisiae W303 (パン酵母)
緩衝液pH: 7.6
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPES-KOHC8H17KN2O4S1
2100 mMPotassium acetateCH3CO2K1
310 mMMagnesium acetateMg(CH3COO)21
42.5 mMDTTC4H10O2S21
5.02 %NP-40SH(C2H4O)nO(C6H4)C9H191
6100 uMAMP-PNPC10H17N6O12P31
75 mMATPC10H16N5O13P31
試料濃度: 0.01 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: GOLD / グリッドのサイズ: 400 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: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K
詳細: 30 second wait time after sample application; 30 second blot time, blot force 0

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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: TFS 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）: 29000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 3 sec. / 電子線照射量: 66 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3325

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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
1cryoSPARC4.0.0粒子像選択
2SerialEM画像取得
4cryoSPARC4.0.0CTF補正
7Coot0.9.8.91モデルフィッティング
8UCSF ChimeraX1.7モデルフィッティング
10cryoSPARC4.0.0初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.0.0最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.0.0分類
13cryoSPARC4.0.0３次元再構成
14PHENIX1.21-5207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: 1587336
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 187345 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 49.99 / プロトコル: AB INITIO MODEL / 空間: REAL
詳細: Initial fitting was performed de novo by ModelAngelo, then iteratively improved with ChimeraX/ISOLDE, Coot, and Phenix real-space refinement algorithms.
原子モデル構築詳細: ModelAngelo / Source name: Other / タイプ: in silico model

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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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