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- EMDB-34022: Cryo-EM structure of human topoisomerase II beta in complex with ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-34022
タイトルCryo-EM structure of human topoisomerase II beta in complex with DNA and etoposide
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide
    • 複合体: human topoisomerase II beta
      • タンパク質・ペプチド: DNA topoisomerase 2-beta
    • 複合体: DNA
      • DNA: 50-mer DNA
      • DNA: 50-mer DNA
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: (5S,5aR,8aR,9R)-9-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-8-oxo-5,5a,6,8,8a,9-hexahydrofuro[3',4':6,7]naphtho[2,3-d][1,3]dioxol -5-yl 4,6-O-[(1R)-ethylidene]-beta-D-glucopyranoside
キーワードTopoisomerase / Etoposide / DNA / ISOMERASE / ISOMERASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of single stranded viral RNA replication via double stranded DNA intermediate / sister chromatid segregation / resolution of meiotic recombination intermediates / positive regulation of double-strand break repair via nonhomologous end joining / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) activity / DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing) / cellular response to ATP / forebrain development / DNA topological change / SUMOylation of DNA replication proteins ...positive regulation of single stranded viral RNA replication via double stranded DNA intermediate / sister chromatid segregation / resolution of meiotic recombination intermediates / positive regulation of double-strand break repair via nonhomologous end joining / DNA topoisomerase type II (double strand cut, ATP-hydrolyzing) activity / DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing) / cellular response to ATP / forebrain development / DNA topological change / SUMOylation of DNA replication proteins / ribonucleoprotein complex binding / axonogenesis / B cell differentiation / cellular response to hydrogen peroxide / neuron migration / cellular senescence / ribonucleoprotein complex / chromatin binding / nucleolus / DNA binding / nucleoplasm / ATP binding / metal ion binding / nucleus / cytosol
類似検索 - 分子機能
DTHCT / DTHCT (NUC029) region / DNA topoisomerase 2, TOPRIM domain / C-terminal associated domain of TOPRIM / C-terminal associated domain of TOPRIM / DNA topoisomerase II, eukaryotic-type / : / Topoisomerase (Topo) IIA-type catalytic domain profile. / DNA topoisomerase, type IIA, alpha-helical domain superfamily / DNA topoisomerase, type IIA, domain A ...DTHCT / DTHCT (NUC029) region / DNA topoisomerase 2, TOPRIM domain / C-terminal associated domain of TOPRIM / C-terminal associated domain of TOPRIM / DNA topoisomerase II, eukaryotic-type / : / Topoisomerase (Topo) IIA-type catalytic domain profile. / DNA topoisomerase, type IIA, alpha-helical domain superfamily / DNA topoisomerase, type IIA, domain A / DNA topoisomerase, type IIA, domain A, alpha-beta / DNA gyrase/topoisomerase IV, subunit A / DNA Topoisomerase IV / DNA topoisomerase, type IIA, subunit B, domain 2 / DNA gyrase B / DNA topoisomerase, type IIA / DNA topoisomerase, type IIA, conserved site / DNA topoisomerase II signature. / TopoisomeraseII / DNA topoisomerase, type IIA, subunit B, C-terminal / Toprim domain / DNA topoisomerase, type IIA-like domain superfamily / Toprim domain profile. / TOPRIM domain / Histidine kinase-, DNA gyrase B-, and HSP90-like ATPase / Histidine kinase/HSP90-like ATPase superfamily / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold, subgroup / Ribosomal protein S5 domain 2-type fold
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA topoisomerase 2-beta
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.9 Å
データ登録者Naganuma M / Ehara H / Kim D / Nakagawa R / Cong A / Bu H / Jeong J / Jang J / Schellenberg MJ / Bunch H / Sekine S
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)JP20H05690 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: ERK2-topoisomerase II regulatory axis is important for gene activation in immediate early genes.
著者: Heeyoun Bunch / Deukyeong Kim / Masahiro Naganuma / Reiko Nakagawa / Anh Cong / Jaehyeon Jeong / Haruhiko Ehara / Hongha Vu / Jeong Ho Chang / Matthew J Schellenberg / Shun-Ichi Sekine /
要旨: The function of the mitogen-activated protein kinase signaling pathway is required for the activation of immediate early genes (IEGs), including EGR1 and FOS, for cell growth and proliferation. ...The function of the mitogen-activated protein kinase signaling pathway is required for the activation of immediate early genes (IEGs), including EGR1 and FOS, for cell growth and proliferation. Recent studies have identified topoisomerase II (TOP2) as one of the important regulators of the transcriptional activation of IEGs. However, the mechanism underlying transcriptional regulation involving TOP2 in IEG activation has remained unknown. Here, we demonstrate that ERK2, but not ERK1, is important for IEG transcriptional activation and report a critical ELK1 binding sequence for ERK2 function at the EGR1 gene. Our data indicate that both ERK1 and ERK2 extensively phosphorylate the C-terminal domain of TOP2B at mutual and distinctive residues. Although both ERK1 and ERK2 enhance the catalytic rate of TOP2B required to relax positive DNA supercoiling, ERK2 delays TOP2B catalysis of negative DNA supercoiling. In addition, ERK1 may relax DNA supercoiling by itself. ERK2 catalytic inhibition or knock-down interferes with transcription and deregulates TOP2B in IEGs. Furthermore, we present the first cryo-EM structure of the human cell-purified TOP2B and etoposide together with the EGR1 transcriptional start site (-30 to +20) that has the strongest affinity to TOP2B within -423 to +332. The structure shows TOP2B-mediated breakage and dramatic bending of the DNA. Transcription is activated by etoposide, while it is inhibited by ICRF193 at EGR1 and FOS, suggesting that TOP2B-mediated DNA break to favor transcriptional activation. Taken together, this study suggests that activated ERK2 phosphorylates TOP2B to regulate TOP2-DNA interactions and favor transcriptional activation in IEGs. We propose that TOP2B association, catalysis, and dissociation on its substrate DNA are important processes for regulating transcription and that ERK2-mediated TOP2B phosphorylation may be key for the catalysis and dissociation steps.
履歴
登録2022年8月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月3日-
マップ公開2024年1月3日-
更新2025年6月25日-
現状2025年6月25日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_34022.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_34022.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 30.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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.)
1.25 Å/pix.
x 200 pix.
= 249. Å		1.25 Å/pix.
x 200 pix.
= 249. Å		1.25 Å/pix.
x 200 pix.
= 249. 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: 1.245 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: 0.0125
最小 - 最大-0.02671669 - 0.06579608
平均 (標準偏差)0.00020672106 (±0.0026507408)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ200200200
Spacing200200200
セルA=B=C: 249.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_34022_half_map_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_34022_half_map_2.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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試料の構成要素

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全体 : Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide

全体名称: Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide
要素
  • 複合体: Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide
    • 複合体: human topoisomerase II beta
      • タンパク質・ペプチド: DNA topoisomerase 2-beta
    • 複合体: DNA
      • DNA: 50-mer DNA
      • DNA: 50-mer DNA
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: (5S,5aR,8aR,9R)-9-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-8-oxo-5,5a,6,8,8a,9-hexahydrofuro[3',4':6,7]naphtho[2,3-d][1,3]dioxol -5-yl 4,6-O-[(1R)-ethylidene]-beta-D-glucopyranoside

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超分子 #1: Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide

超分子名称: Ternary complex of human topoisomerase II beta with DNA and etoposide
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3

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超分子 #2: human topoisomerase II beta

超分子名称: human topoisomerase II beta / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: DNA

超分子名称: DNA / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3

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分子 #1: DNA topoisomerase 2-beta

分子名称: DNA topoisomerase 2-beta / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA topoisomerase (ATP-hydrolysing)
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 183.54225 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAKSGGCGAG AGVGGGNGAL TWVTLFDQNN AAKKEESETA NKNDSSKKLS VERVYQKKTQ LEHILLRPDT YIGSVEPLTQ FMWVYDEDV GMNCREVTFV PGLYKIFDEI LVNAADNKQR DKNMTCIKVS IDPESNIISI WNNGKGIPVV EHKVEKVYVP A LIFGQLLT ...文字列:
MAKSGGCGAG AGVGGGNGAL TWVTLFDQNN AAKKEESETA NKNDSSKKLS VERVYQKKTQ LEHILLRPDT YIGSVEPLTQ FMWVYDEDV GMNCREVTFV PGLYKIFDEI LVNAADNKQR DKNMTCIKVS IDPESNIISI WNNGKGIPVV EHKVEKVYVP A LIFGQLLT SSNYDDDEKK VTGGRNGYGA KLCNIFSTKF TVETACKEYK HSFKQTWMNN MMKTSEAKIK HFDGEDYTCI TF QPDLSKF KMEKLDKDIV ALMTRRAYDL AGSCRGVKVM FNGKKLPVNG FRSYVDLYVK DKLDETGVAL KVIHELANER WDV CLTLSE KGFQQISFVN SIATTKGGRH VDYVVDQVVG KLIEVVKKKN KAGVSVKPFQ VKNHIWVFIN CLIENPTFDS QTKE NMTLQ PKSFGSKCQL SEKFFKAASN CGIVESILNW VKFKAQTQLN KKCSSVKYSK IKGIPKLDDA NDAGGKHSLE CTLIL TEGD SAKSLAVSGL GVIGRDRYGV FPLRGKILNV REASHKQIME NAEINNIIKI VGLQYKKSYD DAESLKTLRY GKIMIM TDQ DQDGSHIKGL LINFIHHNWP SLLKHGFLEE FITPIVKASK NKQELSFYSI PEFDEWKKHI ENQKAWKIKY YKGLGTS TA KEAKEYFADM ERHRILFRYA GPEDDAAITL AFSKKKIDDR KEWLTNFMED RRQRRLHGLP EQFLYGTATK HLTYNDFI N KELILFSNSD NERSIPSLVD GFKPGQRKVL FTCFKRNDKR EVKVAQLAGS VAEMSAYHHG EQALMMTIVN LAQNFVGSN NINLLQPIGQ FGTRLHGGKD AASPRYIFTM LSTLARLLFP AVDDNLLKFL YDDNQRVEPE WYIPIIPMVL INGAEGIGTG WACKLPNYD AREIVNNVRR MLDGLDPHPM LPNYKNFKGT IQELGQNQYA VSGEIFVVDR NTVEITELPV RTWTQVYKEQ V LEPMLNGT DKTPALISDY KEYHTDTTVK FVVKMTEEKL AQAEAAGLHK VFKLQTTLTC NSMVLFDHMG CLKKYETVQD IL KEFFDLR LSYYGLRKEW LVGMLGAEST KLNNQARFIL EKIQGKITIE NRSKKDLIQM LVQRGYESDP VKAWKEAQEK AAE EDETQN QHDDSSSDSG TPSGPDFNYI LNMSLWSLTK EKVEELIKQR DAKGREVNDL KRKSPSDLWK EDLAAFVEEL DKVE SQERE DVLAGMSGKA IKGKVGKPKV KKLQLEETMP SPYGRRIIPE ITAMKADASK KLLKKKKGDL DTAAVKVEFD EEFSG APVE GAGEEALTPS VPINKGPKPK REKKEPGTRV RKTPTSSGKP SAKKVKKRNP WSDDESKSES DLEETEPVVI PRDSLL RRA AAERPKYTFD FSEEEDDDAD DDDDDNNDLE ELKVKASPIT NDGEDEFVPS DGLDKDEYTF SPGKSKATPE KSLHDKK SQ DFGNLFSFPS YSQKSEDDSA KFDSNEEDSA SVFSPSFGLK QTDKVPSKTV AAKKGKPSSD TVPKPKRAPK QKKVVEAV N SDSDSEFGIP KKTTTPKGKG RGAKKRKASG SENEGDYNPG RKTSKTTSKK PKKTSFDQDS DVDIFPSDFP TEPPSLPRT GRARKEVKYF AESDEEEDDV DFAMFN

UniProtKB: DNA topoisomerase 2-beta

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分子 #2: 50-mer DNA

分子名称: 50-mer DNA / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 15.449866 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DG)(DT)(DC)(DG)(DC)(DG)(DA)(DG) (DA)(DG)(DA)(DT)(DC)(DC)(DC)(DA)(DG)(DC) (DG)(DC)(DG)(DC)(DA)(DG)(DA)(DA)(DC) (DT)(DT)(DG)(DG)(DG)(DG)(DA)(DG)(DC)(DC) (DG) (DC)(DC)(DG)(DC)(DC)(DG)(DC)(DC) (DA)(DT)

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分子 #3: 50-mer DNA

分子名称: 50-mer DNA / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 15.364773 KDa
配列文字列:
(DA)(DT)(DG)(DG)(DC)(DG)(DG)(DC)(DG)(DG) (DC)(DG)(DG)(DC)(DT)(DC)(DC)(DC)(DC)(DA) (DA)(DG)(DT)(DT)(DC)(DT)(DG)(DC)(DG) (DC)(DG)(DC)(DT)(DG)(DG)(DG)(DA)(DT)(DC) (DT) (DC)(DT)(DC)(DG)(DC)(DG)(DA)(DC) (DT)(DC)

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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: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: (5S,5aR,8aR,9R)-9-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-8-oxo-5,5a,6,8,...

分子名称: (5S,5aR,8aR,9R)-9-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-8-oxo-5,5a,6,8,8a,9-hexahydrofuro[3',4':6,7]naphtho[2,3-d][1,3]dioxol -5-yl 4,6-O-[(1R)-ethylidene]-beta-D-glucopyranoside
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: EVP
分子量理論値: 588.557 Da

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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: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
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: 49.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: NONE
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
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: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 26067
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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