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- EMDB-4280: CryoEM structure of INO80core Nucleosome complex in open grappler... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-4280
タイトルCryoEM structure of INO80core Nucleosome complex in open grappler conformation
マップデータ
試料
  • 複合体: INO80core Nucleosome complex
機能・相同性
機能・相同性情報


HDACs deacetylate histones / HATs acetylate histones / RMTs methylate histone arginines / DASH complex / protein transport along microtubule to mitotic spindle pole body / mitotic sister chromatid biorientation / Metalloprotease DUBs / UCH proteinases / Ub-specific processing proteases / attachment of spindle microtubules to kinetochore ...HDACs deacetylate histones / HATs acetylate histones / RMTs methylate histone arginines / DASH complex / protein transport along microtubule to mitotic spindle pole body / mitotic sister chromatid biorientation / Metalloprotease DUBs / UCH proteinases / Ub-specific processing proteases / attachment of spindle microtubules to kinetochore / attachment of mitotic spindle microtubules to kinetochore / Ino80 complex / negative regulation of megakaryocyte differentiation / ATP-dependent activity, acting on DNA / protein localization to CENP-A containing chromatin / Chromatin modifying enzymes / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / Packaging Of Telomere Ends / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / nucleosomal DNA binding / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / Inhibition of DNA recombination at telomere / telomere organization / Meiotic synapsis / Interleukin-7 signaling / RNA Polymerase I Promoter Opening / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / SUMOylation of chromatin organization proteins / Regulation of endogenous retroelements by the Human Silencing Hub (HUSH) complex / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / HCMV Late Events / innate immune response in mucosa / PRC2 methylates histones and DNA / Regulation of endogenous retroelements by KRAB-ZFP proteins / Defective pyroptosis / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / HDACs deacetylate histones / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / helicase activity / RNA Polymerase I Promoter Escape / Transcriptional regulation by small RNAs / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / NoRC negatively regulates rRNA expression / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / G2/M DNA damage checkpoint / HDMs demethylate histones / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / heterochromatin formation / mitotic spindle / PKMTs methylate histone lysines / Metalloprotease DUBs / Meiotic recombination / kinetochore / Pre-NOTCH Transcription and Translation / RMTs methylate histone arginines / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / HCMV Early Events / Transcriptional regulation of granulopoiesis / structural constituent of chromatin / UCH proteinases / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / nucleosome / nucleosome assembly / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / antibacterial humoral response / Recruitment and ATM-mediated phosphorylation of repair and signaling proteins at DNA double strand breaks / chromatin organization / RUNX1 regulates transcription of genes involved in differentiation of HSCs / Factors involved in megakaryocyte development and platelet production / HATs acetylate histones / Processing of DNA double-strand break ends / Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP) / DNA helicase / Oxidative Stress Induced Senescence / Estrogen-dependent gene expression / chromosome, telomeric region / Ub-specific processing proteases / defense response to Gram-positive bacterium / chromatin remodeling / protein heterodimerization activity / Amyloid fiber formation / DNA repair / enzyme binding / ATP hydrolysis activity / protein-containing complex / DNA binding / RNA binding / extracellular space / extracellular exosome / extracellular region
類似検索 - 分子機能
DASH complex subunit Dad4 / DASH complex subunit Dad4 / INO80 complex subunit B-like conserved region / INO80 complex, subunit Ies2 / INO80 complex, subunit Ies6 / PAPA-1-like conserved region / PAPA-1 / Vps72/YL1, C-terminal / YL1 nuclear protein C-terminal domain / YL1 nuclear protein C-terminal domain ...DASH complex subunit Dad4 / DASH complex subunit Dad4 / INO80 complex subunit B-like conserved region / INO80 complex, subunit Ies2 / INO80 complex, subunit Ies6 / PAPA-1-like conserved region / PAPA-1 / Vps72/YL1, C-terminal / YL1 nuclear protein C-terminal domain / YL1 nuclear protein C-terminal domain / RuvB-like / RuvB-like, AAA-lid domain / RuvBL1/2, DNA/RNA binding domain / TIP49 P-loop domain / TIP49 AAA-lid domain / TIP49, P-loop domain / Actin / Actin family / Actin / Histone H2B signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / Histone H2A / Histone 2A / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H3 signature 1. / Histone H3 signature 2. / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / ATPase, nucleotide binding domain / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 / Histone-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
INO80 complex subunit B-like conserved region domain-containing protein / RuvB-like helicase / RuvB-like helicase / Uncharacterized protein / Vps72/YL1 C-terminal domain-containing protein / Histone H2A type 1 / Histone H2A type 1 / Histone H4 / Histone H2B type 1-C/E/F/G/I / Histone H3.2
類似検索 - 構成要素
生物種Chaetomium thermophilum var. thermophilum DSM 1495 (菌類)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.62 Å
データ登録者Eustermann S / Schall K / Strauss M / Hopfner KP
引用ジャーナル: Nature / 年: 2018
タイトル: Structural basis for ATP-dependent chromatin remodelling by the INO80 complex.
著者: Sebastian Eustermann / Kevin Schall / Dirk Kostrewa / Kristina Lakomek / Mike Strauss / Manuela Moldt / Karl-Peter Hopfner /
要旨: In the eukaryotic nucleus, DNA is packaged in the form of nucleosomes, each of which comprises about 147 base pairs of DNA wrapped around a histone protein octamer. The position and histone ...In the eukaryotic nucleus, DNA is packaged in the form of nucleosomes, each of which comprises about 147 base pairs of DNA wrapped around a histone protein octamer. The position and histone composition of nucleosomes is governed by ATP-dependent chromatin remodellers such as the 15-subunit INO80 complex . INO80 regulates gene expression, DNA repair and replication by sliding nucleosomes, the exchange of histone H2A.Z with H2A, and the positioning of + 1 and -1 nucleosomes at promoter DNA. The structures and mechanisms of these remodelling reactions are currently unknown. Here we report the cryo-electron microscopy structure of the evolutionarily conserved core of the INO80 complex from the fungus Chaetomium thermophilum bound to a nucleosome, at a global resolution of 4.3 Å and with major parts at 3.7 Å. The INO80 core cradles one entire gyre of the nucleosome through multivalent DNA and histone contacts. An Rvb1/Rvb2 AAA ATPase heterohexamer is an assembly scaffold for the complex and acts as a 'stator' for the motor and nucleosome-gripping subunits. The Swi2/Snf2 ATPase motor binds to nucleosomal DNA at superhelical location -6, unwraps approximately 15 base pairs, disrupts the H2A-DNA contacts and is poised to pump entry DNA into the nucleosome. Arp5 and Ies6 bind superhelical locations -2 and -3 to act as a counter grip for the motor, on the other side of the H2A-H2B dimer. The Arp5 insertion domain forms a grappler element that binds the nucleosome dyad, connects the Arp5 actin-fold and entry DNA over a distance of about 90 Å and packs against histone H2A-H2B near the 'acidic patch'. Our structure together with biochemical data suggests a unified mechanism for nucleosome sliding and histone editing by INO80. The motor is part of a macromolecular ratchet, persistently pumping entry DNA across the H2A-H2B dimer against the Arp5 grip until a large nucleosome translocation step occurs. The transient exposure of H2A-H2B by motor activity as well as differential recognition of H2A.Z and H2A may regulate histone exchange.
履歴
登録2018年1月31日-
ヘッダ(付随情報) 公開2018年3月14日-
マップ公開2018年4月25日-
更新2018年8月29日-
現状2018年8月29日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.024
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.024
  • UCSF Chimeraによる作画
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_4280.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_4280.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 149.9 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.)
1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 360.4 Å		1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 360.4 Å		1.06 Å/pix.
x 340 pix.
= 360.4 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: 1.06 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: 0.024 / ムービー #1: 0.024
最小 - 最大-0.077622674 - 0.13234276
平均 (標準偏差)-0.000032947533 (±0.004677772)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ340340340
Spacing340340340
セルA=B=C: 360.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.061.061.06
M x/y/z340340340
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z360.400360.400360.400
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS340340340
D min/max/mean-0.0780.132-0.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : INO80core Nucleosome complex

全体名称: INO80core Nucleosome complex
要素
  • 複合体: INO80core Nucleosome complex

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超分子 #1: INO80core Nucleosome complex

超分子名称: INO80core Nucleosome complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#15
由来(天然)生物種: Chaetomium thermophilum var. thermophilum DSM 1495 (菌類)
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
分子量理論値: 1 MDa

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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

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 8
詳細: 20 mM HEPES pH 8, 60 mM KCl, 0.5% glycerol, 0.25 mM CaCl2, 20 uM ZnCl2, 0.25 mM DTT, 0.05% Octyl-beta-glucoside
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 281 K / 装置: LEICA EM GP
詳細Monodisperse sample: INO80core complex reconstituted with nucleosomal substrate was purified by gelfiltration. Addition of nucleotides or crosslinking was not required

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-40 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3992 / 平均電子線量: 59.6 e/Å2
詳細: Images were collected in movie mode with 4 frames per second and 10s total aquisition
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系最小 デフォーカス（補正後）: 1.3 µm / 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）: 3.5 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

粒子像選択選択した数: 251692
CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4)
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
詳細: An initial ab initio model was generated using CryoSPARC
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.62 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.1.1b) / 使用した粒子像数: 17263
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
詳細: An initial ab initio model was generated using CryoSPARC
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.1.1b)
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)

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  • 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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