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- EMDB-29318: Structure of G140A/Q148K HIV-1 intasome with Dolutegravir bound -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29318
タイトルStructure of G140A/Q148K HIV-1 intasome with Dolutegravir bound
マップデータDensity modified and resampled map of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir
試料
  • 複合体: G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir
    • タンパク質・ペプチド: Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma,Integrase
    • DNA: DNA (27-MER)
    • DNA: DNA (25-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: (4R,12aS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4,6,8,12,12a-hexahydro-2H-pyrido[1',2':4,5]pyrazino[2,1-b][1,3]oxazine-9-carboxamide
  • リガンド: water
キーワードIntegrase / Nucleoprotein complex / Inhibitor / Drug resistance / VIRAL PROTEIN-DNA-INHIBITOR complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Depolymerization of the Nuclear Lamina / Nuclear Envelope Breakdown / lamin binding / Initiation of Nuclear Envelope (NE) Reformation / RHOD GTPase cycle / RHOF GTPase cycle / nuclear inner membrane / RHOC GTPase cycle / RHOJ GTPase cycle / CDC42 GTPase cycle ...Depolymerization of the Nuclear Lamina / Nuclear Envelope Breakdown / lamin binding / Initiation of Nuclear Envelope (NE) Reformation / RHOD GTPase cycle / RHOF GTPase cycle / nuclear inner membrane / RHOC GTPase cycle / RHOJ GTPase cycle / CDC42 GTPase cycle / RHOG GTPase cycle / RHOA GTPase cycle / RAC2 GTPase cycle / RAC3 GTPase cycle / RAC1 GTPase cycle / HIV-1 retropepsin / symbiont-mediated activation of host apoptosis / retroviral ribonuclease H / exoribonuclease H / exoribonuclease H activity / DNA integration / viral genome integration into host DNA / establishment of integrated proviral latency / RNA-directed DNA polymerase / RNA stem-loop binding / viral penetration into host nucleus / host multivesicular body / RNA-directed DNA polymerase activity / RNA-DNA hybrid ribonuclease activity / 転移酵素; リンを含む基を移すもの; 核酸を移すもの / nuclear envelope / host cell / viral nucleocapsid / DNA recombination / nuclear membrane / DNA-directed DNA polymerase / aspartic-type endopeptidase activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA-directed DNA polymerase activity / symbiont-mediated suppression of host gene expression / viral translational frameshifting / symbiont entry into host cell / lipid binding / host cell plasma membrane / host cell nucleus / virion membrane / structural molecule activity / proteolysis / DNA binding / zinc ion binding / membrane / nucleus / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
LEM-like domain / : / Thymopoietin protein / LEM-like domain profile. / Thymopoietin / LEM domain / LEM domain / LEM domain profile. / in nuclear membrane-associated proteins / LEM/LEM-like domain superfamily ...LEM-like domain / : / Thymopoietin protein / LEM-like domain profile. / Thymopoietin / LEM domain / LEM domain / LEM domain profile. / in nuclear membrane-associated proteins / LEM/LEM-like domain superfamily / Reverse transcriptase connection / Reverse transcriptase connection domain / Reverse transcriptase thumb / Reverse transcriptase thumb domain / Integrase Zinc binding domain / Zinc finger integrase-type profile. / Integrase DNA binding domain / Integrase, C-terminal domain superfamily, retroviral / Integrase, N-terminal zinc-binding domain / Integrase-like, N-terminal / Integrase, C-terminal, retroviral / Integrase DNA binding domain profile. / Immunodeficiency lentiviral matrix, N-terminal / gag gene protein p17 (matrix protein) / RNase H / Integrase core domain / Integrase, catalytic core / Integrase catalytic domain profile. / Retropepsin-like catalytic domain / Matrix protein, lentiviral and alpha-retroviral, N-terminal / RNase H type-1 domain profile. / Ribonuclease H domain / Retroviral nucleocapsid Gag protein p24, C-terminal domain / Gag protein p24 C-terminal domain / Retropepsins / Retroviral aspartyl protease / Aspartyl protease, retroviral-type family profile. / Peptidase A2A, retrovirus, catalytic / Reverse transcriptase (RNA-dependent DNA polymerase) / Retrovirus capsid, C-terminal / Reverse transcriptase domain / Reverse transcriptase (RT) catalytic domain profile. / Retroviral matrix protein / Retrovirus capsid, N-terminal / zinc finger / Zinc knuckle / Zinc finger, CCHC-type superfamily / Zinc finger, CCHC-type / Zinc finger CCHC-type profile. / Aspartic peptidase, active site / Eukaryotic and viral aspartyl proteases active site. / Aspartic peptidase domain superfamily / Ribonuclease H superfamily / Ribonuclease H-like superfamily / Reverse transcriptase/Diguanylate cyclase domain / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Gag-Pol polyprotein / Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma
類似検索 - 構成要素
生物種Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.8 Å
データ登録者Shan ZL / Passos DO / Strutzenberg TS / Li M / Lyumkis D
資金援助 米国, 5件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)U01 AI136680 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)R01 AI146017 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)U54 AI170855 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35 GM132090 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM148049 米国
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2023
タイトル: Mechanisms of HIV-1 integrase resistance to dolutegravir and potent inhibition of drug-resistant variants.
著者: Min Li / Dario Oliveira Passos / Zelin Shan / Steven J Smith / Qinfang Sun / Avik Biswas / Indrani Choudhuri / Timothy S Strutzenberg / Allan Haldane / Nanjie Deng / Zhaoyang Li / Xue Zhi ...著者: Min Li / Dario Oliveira Passos / Zelin Shan / Steven J Smith / Qinfang Sun / Avik Biswas / Indrani Choudhuri / Timothy S Strutzenberg / Allan Haldane / Nanjie Deng / Zhaoyang Li / Xue Zhi Zhao / Lorenzo Briganti / Mamuka Kvaratskhelia / Terrence R Burke / Ronald M Levy / Stephen H Hughes / Robert Craigie / Dmitry Lyumkis /
要旨: HIV-1 infection depends on the integration of viral DNA into host chromatin. Integration is mediated by the viral enzyme integrase and is blocked by integrase strand transfer inhibitors (INSTIs), ...HIV-1 infection depends on the integration of viral DNA into host chromatin. Integration is mediated by the viral enzyme integrase and is blocked by integrase strand transfer inhibitors (INSTIs), first-line antiretroviral therapeutics widely used in the clinic. Resistance to even the best INSTIs is a problem, and the mechanisms of resistance are poorly understood. Here, we analyze combinations of the mutations E138K, G140A/S, and Q148H/K/R, which confer resistance to INSTIs. The investigational drug 4d more effectively inhibited the mutants compared with the approved drug Dolutegravir (DTG). We present 11 new cryo-EM structures of drug-resistant HIV-1 intasomes bound to DTG or 4d, with better than 3-Å resolution. These structures, complemented with free energy simulations, virology, and enzymology, explain the mechanisms of DTG resistance involving E138K + G140A/S + Q148H/K/R and show why 4d maintains potency better than DTG. These data establish a foundation for further development of INSTIs that potently inhibit resistant forms in integrase.
履歴
登録2022年12月27日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年8月9日-
マップ公開2023年8月9日-
更新2025年3月26日-
現状2025年3月26日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_29318.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_29318.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Density modified and resampled map of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.38 Å/pix.
x 320 pix.
= 121.6 Å		0.38 Å/pix.
x 320 pix.
= 121.6 Å		0.38 Å/pix.
x 320 pix.
= 121.6 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.38 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.5
最小 - 最大-2.713903 - 4.0261497
平均 (標準偏差)0.0006069555 (±0.22159229)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 121.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_29318_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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追加マップ: Unsharpened map of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir

ファイルemd_29318_additional_1.map
注釈Unsharpened map of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half map2 of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir

ファイルemd_29318_half_map_1.map
注釈Half map2 of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half map1 of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir

ファイルemd_29318_half_map_2.map
注釈Half map1 of G140A/Q148K HIV-1 intasome with drug Dolutegravir
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir

全体名称: G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir
要素
  • 複合体: G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir
    • タンパク質・ペプチド: Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma,Integrase
    • DNA: DNA (27-MER)
    • DNA: DNA (25-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: (4R,12aS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4,6,8,12,12a-hexahydro-2H-pyrido[1',2':4,5]pyrazino[2,1-b][1,3]oxazine-9-carboxamide
  • リガンド: water

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超分子 #1: G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir

超分子名称: G140A/Q148K HIV-1 intasome bound to dolutegravir / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 500 KDa

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分子 #1: Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma,Integrase

分子名称: Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma,Integrase
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 転移酵素; リンを含む基を移すもの; 核酸を移すもの
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 39.913434 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: GSHMPKRGRP AATEVKIPKP RGRPPLPAGT NSKGPPDFSS DEEREPTPVL GSGAAAAGQS RAAVGRKATK KTDGGGFLDG IDKAQEEHE KYHSNWRAMA SDFNLPPVVA KEIVASCDKC QLKGEAMHGQ VDCSPGIWQL DCTHLEGKVI LVAVHVASGY I EAEVIPAE ...文字列:
GSHMPKRGRP AATEVKIPKP RGRPPLPAGT NSKGPPDFSS DEEREPTPVL GSGAAAAGQS RAAVGRKATK KTDGGGFLDG IDKAQEEHE KYHSNWRAMA SDFNLPPVVA KEIVASCDKC QLKGEAMHGQ VDCSPGIWQL DCTHLEGKVI LVAVHVASGY I EAEVIPAE TGQETAYFLL KLAGRWPVKT VHTDNGSNFT STTVKAACWW AGIKQEFAIP YNPQSKGVIE SMNKELKKII GQ VRDQAEH LKTAVQMAVF IHNFKRKGGI GGYSAGERIV DIIATDIQTK ELQKQITKIQ NFRVYYRDSR DPVWKGPAKL LWK GEGAVV IQDNSDIKVV PRRKAKIIRD YGKQMAGDDC VASRQDED

UniProtKB: Lamina-associated polypeptide 2, isoforms beta/gamma, Gag-Pol polyprotein

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分子 #2: DNA (27-MER)

分子名称: DNA (27-MER) / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 8.188271 KDa
配列文字列:
(DA)(DC)(DT)(DG)(DC)(DT)(DA)(DG)(DA)(DG) (DA)(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DC)(DG)(DC) (DC)(DC)(DA)(DC)(DG)(DC)(DT)

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分子 #3: DNA (25-MER)

分子名称: DNA (25-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Human immunodeficiency virus 1 (ヒト免疫不全ウイルス)
分子量理論値: 7.773023 KDa
配列文字列:
(DA)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG)(DC)(DG) (DG)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)(DT)(DC)(DT)(DC) (DT)(DA)(DG)(DC)(DA)

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #6: (4R,12aS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4...

分子名称: (4R,12aS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4,6,8,12,12a-hexahydro-2H-pyrido[1',2':4,5]pyrazino[2,1-b][1,3]oxazine-9-carboxamide
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: DLU
分子量理論値: 419.379 Da
Chemical component information

ChemComp-DLU:
(4R,12aS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4,6,8,12,12a-hexahydro-2H-pyrido[1',2':4,5]pyrazino[2,1-b][1,3]oxazine-9-carboxamide / 薬剤, 抗レトロウイルス剤*YM

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分子 #7: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 430 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
25.0 %C3H8O3glycerol
50.0 mMC12H19NO3SNDSB-256
5.0 mMHOCH2CH2SHBeta-mercaptoethanol
4.0 micromolarZnCl2Zinc chloride
100.0 mMNaClSodium chloride
5.0 mMCaCl2Calcium chloride
50.0 micromolarC20H19F2N3O5Dolutegravir
グリッドモデル: Quantifoil / 材質: GOLD / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系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
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 30.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系倍率（補正後）: 58139 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析 #1

Image processing ID1
粒子像選択選択した数: 1552666
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Published structure EMD-21151
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 1552666
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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画像解析 #2

Image processing ID2
粒子像選択選択した数: 1552666
初期モデルモデルのタイプ: OTHER / 詳細: Published structure EMD-21151
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 1552666
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8fnm:
Structure of G140A/Q148K HIV-1 intasome with Dolutegravir bound

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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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