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- EMDB-48496: The cryo-EM structure of the human DNA methyltransferases DNMT3A2... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-48496
タイトルThe cryo-EM structure of the human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
マップデータCryo-EM map of human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
試料
  • 複合体: human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
    • タンパク質・ペプチド: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A
    • タンパク質・ペプチド: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE
キーワードmethyltransferase / dodecamer / TRANSFERASE / TRANSFERASE-DNA complex / DNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


epigenetic programing of female pronucleus / chorionic trophoblast cell differentiation / positive regulation of cellular response to hypoxia / transposable element silencing by piRNA-mediated DNA methylation / negative regulation of DNA methylation-dependent heterochromatin formation / transposable element silencing by heterochromatin formation / protein-cysteine methyltransferase activity / regulatory ncRNA-mediated heterochromatin formation / unmethylated CpG binding / cellular response to bisphenol A ...epigenetic programing of female pronucleus / chorionic trophoblast cell differentiation / positive regulation of cellular response to hypoxia / transposable element silencing by piRNA-mediated DNA methylation / negative regulation of DNA methylation-dependent heterochromatin formation / transposable element silencing by heterochromatin formation / protein-cysteine methyltransferase activity / regulatory ncRNA-mediated heterochromatin formation / unmethylated CpG binding / cellular response to bisphenol A / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase activity / autosome genomic imprinting / genomic imprinting / SUMOylation of DNA methylation proteins / ESC/E(Z) complex / XY body / response to vitamin A / DNA methylation-dependent constitutive heterochromatin formation / response to ionizing radiation / negative regulation of gene expression via chromosomal CpG island methylation / hepatocyte apoptotic process / lncRNA binding / negative regulation of gene expression, epigenetic / male meiosis I / cellular response to ethanol / chromosome, centromeric region / catalytic complex / heterochromatin / 転移酵素; 一炭素原子の基を移すもの; メチル基を移すもの / DNA methylation / placenta development / condensed nuclear chromosome / PRC2 methylates histones and DNA / post-embryonic development / Defective pyroptosis / response to cocaine / stem cell differentiation / cellular response to amino acid stimulus / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / enzyme activator activity / euchromatin / response to lead ion / response to toxic substance / RMTs methylate histone arginines / nuclear matrix / neuron differentiation / transcription corepressor activity / response to estradiol / spermatogenesis / methylation / cellular response to hypoxia / RNA polymerase II-specific DNA-binding transcription factor binding / RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding / response to xenobiotic stimulus / negative regulation of DNA-templated transcription / chromatin binding / enzyme binding / negative regulation of transcription by RNA polymerase II / DNA binding / zinc ion binding / nucleoplasm / identical protein binding / nucleus / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A, ADD domain / : / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase, N-terminal / DNMT3, cysteine rich ADD domain / : / DNMT3, cysteine rich ADD domain, GATA1-like zinc finger / DNMT3, ADD PHD zinc finger / ADD domain / ADD domain profile. / DNA methylase, C-5 cytosine-specific, active site ...DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A, ADD domain / : / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase, N-terminal / DNMT3, cysteine rich ADD domain / : / DNMT3, cysteine rich ADD domain, GATA1-like zinc finger / DNMT3, ADD PHD zinc finger / ADD domain / ADD domain profile. / DNA methylase, C-5 cytosine-specific, active site / C-5 cytosine-specific DNA methylases active site. / C-5 cytosine-specific DNA methylase (Dnmt) domain profile. / C-5 cytosine methyltransferase / C-5 cytosine-specific DNA methylase / domain with conserved PWWP motif / PWWP domain / PWWP domain profile. / PWWP domain / Zinc finger, FYVE/PHD-type / Zinc finger, RING/FYVE/PHD-type / S-adenosyl-L-methionine-dependent methyltransferase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like / DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A
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: 3.66 Å
データ登録者Yan Y / Zhou XE / Xu TH
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
Other privateStartup funds
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R35CA209859 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2025
タイトル: Mechanisms of DNMT3A-3L-mediated de novo DNA methylation on chromatin.
著者: Yan Yan / X Edward Zhou / Stacey L Thomas / Minmin Liu / Gan-Qiang Lai / Evan J Worden / Peter A Jones / Ting-Hai Xu /
要旨: De novo DNA methylation is mediated by DNA methyltransferases DNMT3A and DNMT3B, in cooperation with the catalytically inactive paralogs DNMT3L and DNMT3B3. DNMT3L is predominantly expressed in ...De novo DNA methylation is mediated by DNA methyltransferases DNMT3A and DNMT3B, in cooperation with the catalytically inactive paralogs DNMT3L and DNMT3B3. DNMT3L is predominantly expressed in embryonic stem cells to establish methylation patterns and is silenced upon differentiation, with DNMT3B3 substituting in somatic cells. Here we present high-resolution cryo-electron microscopy structures of nucleosome-bound, full-length DNMT3A2-3L and its oligomeric assemblies in the nucleosome-free state. We identified the critical role of DNMT3L as a histone modification sensor, guiding chromatin engagement through a mechanism distinct from DNMT3B3. The structures show a 180° rotated 'switching helix' in DNMT3L that prevents direct interaction with the nucleosome acidic patch. Instead, nucleosome binding is mediated by the DNMT3L ADD domain, while the DNMT3A PWWP domain exhibits reduced engagement in the absence of H3K36 methylation. The oligomeric arrangement of DNMT3A2-3L in nucleosome-free states highlights its dynamic assembly and potential allosteric regulation. We further capture dynamic structural movements of DNMT3A2-3L on nucleosomes. These findings uncover a previously unknown mechanism by which DNMT3A-3L mediates de novo DNA methylation on chromatin through complex assembly, histone tail sensing, dynamic DNA search and regulated nucleosome engagement, providing insights into epigenetic regulation.
履歴
登録2024年12月29日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年10月8日-
マップ公開2025年10月8日-
更新2025年11月19日-
現状2025年11月19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_48496.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_48496.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 325 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM map of human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
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.)
0.83 Å/pix.
x 440 pix.
= 364.32 Å		0.83 Å/pix.
x 440 pix.
= 364.32 Å		0.83 Å/pix.
x 440 pix.
= 364.32 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: 0.828 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: 0.02
最小 - 最大-0.0018855274 - 2.2671583
平均 (標準偏差)0.0013736839 (±0.025961574)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ440440440
Spacing440440440
セルA=B=C: 364.32 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_48496_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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マスク #2

ファイルemd_48496_msk_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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ハーフマップ: Cryo-EM half map of human DNA methyltransferases DNMT3A2...

ファイルemd_48496_half_map_1.map
注釈Cryo-EM half map of human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
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: Cryo-EM half map of human DNA methyltransferases DNMT3A2...

ファイルemd_48496_half_map_2.map
注釈Cryo-EM half map of human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
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 : human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer

全体名称: human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
要素
  • 複合体: human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
    • タンパク質・ペプチド: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A
    • タンパク質・ペプチド: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE

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超分子 #1: human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer

超分子名称: human DNA (cytosine-5)-methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 709 KDa

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分子 #1: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A

分子名称: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA (cytosine-5-)-methyltransferase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 77.914711 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MNAVEENQGP GESQKVEEAS PPAVQQPTDP ASPTVATTPE PVGSDAGDKN ATKAGDDEPE YEDGRGFGIG ELVWGKLRGF SWWPGRIVS WWMTGRSRAA EGTRWVMWFG DGKFSVVCVE KLMPLSSFCS AFHQATYNKQ PMYRKAIYEV LQVASSRAGK L FPVCHDSD ...文字列:
MNAVEENQGP GESQKVEEAS PPAVQQPTDP ASPTVATTPE PVGSDAGDKN ATKAGDDEPE YEDGRGFGIG ELVWGKLRGF SWWPGRIVS WWMTGRSRAA EGTRWVMWFG DGKFSVVCVE KLMPLSSFCS AFHQATYNKQ PMYRKAIYEV LQVASSRAGK L FPVCHDSD ESDTAKAVEV QNKPMIEWAL GGFQPSGPKG LEPPEEEKNP YKEVYTDMWV EPEAAAYAPP PPAKKPRKST AE KPKVKEI IDERTRERLV YEVRQKCRNI EDICISCGSL NVTLEHPLFV GGMCQNCKNC FLECAYQYDD DGYQSYCTIC CGG REVLMC GNNNCCRCFC VECVDLLVGP GAAQAAIKED PWNCYMCGHK GTYGLLRRRE DWPSRLQMFF ANNHDQEFDP PKVY PPVPA EKRKPIRVLS LFDGIATGLL VLKDLGIQVD RYIASEVCED SITVGMVRHQ GKIMYVGDVR SVTQKHIQEW GPFDL VIGG SPCNDLSIVN PARKGLYEGT GRLFFEFYRL LHDARPKEGD DRPFFWLFEN VVAMGVSDKR DISRFLESNP VMIDAK EVS AAHRARYFWG NLPGMNRPLA STVNDKLELQ ECLEHGRIAK FSKVRTITTR SNSIKQGKDQ HFPVFMNEKE DILWCTE ME RVFGFPVHYT DVSNMSRLAR QRLLGRSWSV PVIRHLFAPL KEYFACV

UniProtKB: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3A

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分子 #2: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like

分子名称: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 43.530645 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MAAIPALDPE AEPSMDVILV GSSELSSSVS PGTGRDLIAY EVKANQRNIE DICICCGSLQ VHTQHPLFEG GICAPCKDKF LDALFLYDD DGYQSYCSIC CSGETLLICG NPDCTRCYCF ECVDSLVGPG TSGKVHAMSN WVCYLCLPSS RSGLLQRRRK W RSQLKAFY ...文字列:
MAAIPALDPE AEPSMDVILV GSSELSSSVS PGTGRDLIAY EVKANQRNIE DICICCGSLQ VHTQHPLFEG GICAPCKDKF LDALFLYDD DGYQSYCSIC CSGETLLICG NPDCTRCYCF ECVDSLVGPG TSGKVHAMSN WVCYLCLPSS RSGLLQRRRK W RSQLKAFY DRESENPLEM FETVPVWRRQ PVRVLSLFED IKKELTSLGF LESGSDPGQL KHVVDVTDTV RKDVEEWGPF DL VYGATPP LGHTCDRPPS WYLFQFHRLL QYARPKPGSP GPFFWMFVDN LVLNKEDLDV ASRFLEMEPV TIPDVHGGSL QNA VRVWSN IPAIRSRHWA LVSEEELSLL AQNKQSSKLA AKWPTKLVKN CFLPLREYFK YFSTELTSSL

UniProtKB: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3-like

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分子 #3: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 30 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #4: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE

分子名称: S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 8 / 式: SAH
分子量理論値: 384.411 Da
Chemical component information

ChemComp-SAH:
S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE

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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0.2 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 16686 / 平均電子線量: 60.0 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 / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
試料ステージホルダー冷却材: 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: 2308537
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6) / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
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: 3.66 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6) / 使用した粒子像数: 185119
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.6)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain

4u7p

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model
精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-9mp0:
The cryo-EM structure of the human DNA methyltransferases DNMT3A2 and DNMT3L dodecamer

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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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