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万見
- EMDB-72478: Strand displacement state I of Human mitochondrial DNA polymerase... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-72478
タイトルStrand displacement state I of Human mitochondrial DNA polymerase gamma ternary complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound to dumbbell DNA and dATP
    • タンパク質・ペプチド: DNA polymerase subunit gamma-1
    • タンパク質・ペプチド: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial
    • DNA: DNA (77-MER)
  • リガンド: CALCIUM ION
  • リガンド: 2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE
キーワードDNA polymerase gamma / strand displacement / mitochondria / TRANSFERASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


gamma DNA polymerase complex / positive regulation of DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial chromosome / Strand-asynchronous mitochondrial DNA replication / mitochondrial DNA replication / DNA replication proofreading / single-stranded DNA 3'-5' DNA exonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA metabolic process / DNA polymerase processivity factor activity ...gamma DNA polymerase complex / positive regulation of DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial chromosome / Strand-asynchronous mitochondrial DNA replication / mitochondrial DNA replication / DNA replication proofreading / single-stranded DNA 3'-5' DNA exonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA metabolic process / DNA polymerase processivity factor activity / 付加脱離酵素（リアーゼ）; 炭素-酸素リアーゼ類; その他の炭素-酸素リアーゼ / mitochondrial nucleoid / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / base-excision repair, gap-filling / DNA polymerase binding / 3'-5' exonuclease activity / mitochondrion organization / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / base-excision repair / DNA-templated DNA replication / protease binding / double-stranded DNA binding / DNA-directed DNA polymerase / in utero embryonic development / DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial matrix / chromatin binding / protein-containing complex / mitochondrion / DNA binding / identical protein binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
DNA-directed DNA-polymerase, family A, mitochondria / DNA mitochondrial polymerase, exonuclease domain / POLG2, C-terminal / : / DNA mitochondrial polymerase exonuclease domain / Glycyl-tRNA synthetase/DNA polymerase subunit gamma-2 / Anticodon-binding / Anticodon binding domain / Anticodon-binding domain superfamily / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site ...DNA-directed DNA-polymerase, family A, mitochondria / DNA mitochondrial polymerase, exonuclease domain / POLG2, C-terminal / : / DNA mitochondrial polymerase exonuclease domain / Glycyl-tRNA synthetase/DNA polymerase subunit gamma-2 / Anticodon-binding / Anticodon binding domain / Anticodon-binding domain superfamily / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site / DNA polymerase family A signature. / DNA-directed DNA polymerase, family A, palm domain / DNA polymerase A domain / Class II Aminoacyl-tRNA synthetase/Biotinyl protein ligase (BPL) and lipoyl protein ligase (LPL) / Ribonuclease H-like superfamily / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA polymerase subunit gamma-1 / DNA polymerase subunit gamma-2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.23 Å
データ登録者Park J / Yin YW
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID) 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS) 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2026
タイトル: Pol γ possesses separate metal binding sites for polymerase and strand displacement functions.
要旨: Accurate replication of mitochondrial genome (mtDNA) integrity, which is essential for cellular metabolism and energy supply, relies primarily on DNA polymerase gamma (Pol γ), Twinkle helicase, and ...Accurate replication of mitochondrial genome (mtDNA) integrity, which is essential for cellular metabolism and energy supply, relies primarily on DNA polymerase gamma (Pol γ), Twinkle helicase, and mitochondrial single-stranded DNA binding protein (mtSSB). Twinkle alone exhibits little helicase activity while reports indicate that Pol γ displays from modest to limited unwinding activity. This led us to dissect Pol γ strand displacement activity using structural, biochemical and in silico approaches. Here, we show that human Pol γ carries out robust strand displacement synthesis at physiological concentrations of divalent metal ions which reveals that distinct metal-binding sites can independently regulate DNA synthesis and unwinding activities. We further showed that Pol γ can displace RNA/DNA hybrid with comparable efficiency as DNA/DNA duplex, representing a key implication on RNA primer removal to preserve mtDNA integrity. Our cryo-electron microscopy structures of Pol γ complexed with a template containing downstream dsDNA and an incoming nucleotide revealed the structural mechanism for the strand displacement activity. We identified four conformational states that represent successive stages of DNA unwinding, accompanied by coordinated rearrangement of the downstream DNA and Pol γ elements that mediate strand displacement. This work establishes biochemical and structural mechanisms of Pol γ strand displacement activity, providing fundamental insight into human mitochondrial DNA replication and integrity.
履歴
登録2025年9月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2026年2月18日-
マップ公開2026年2月18日-
更新2026年4月1日-
現状2026年4月1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_72478.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_72478.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

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軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.86 Å/pix.
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= 275.2 Å		0.86 Å/pix.
x 320 pix.
= 275.2 Å		0.86 Å/pix.
x 320 pix.
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表面レベル登録者による: 2.53
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平均 (標準偏差)0.2033058 (±0.73203176)
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: 275.2 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: #2

ファイルemd_72478_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: #1

ファイルemd_72478_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 mitochondrial DNA polymerase gamma bound...

全体名称: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound to dumbbell DNA and dATP
要素
  • 複合体: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound to dumbbell DNA and dATP
    • タンパク質・ペプチド: DNA polymerase subunit gamma-1
    • タンパク質・ペプチド: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial
    • DNA: DNA (77-MER)
  • リガンド: CALCIUM ION
  • リガンド: 2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE

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超分子 #1: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound...

超分子名称: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound to dumbbell DNA and dATP
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: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: DNA polymerase subunit gamma-1

分子名称: DNA polymerase subunit gamma-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA-directed DNA polymerase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 139.628672 KDa
組換発現生物種: Insect cell expression vector pTIE1 (その他)
配列文字列: MSRLLWRKVA GATVGPGPVP APGRWVSSSV PASDPSDGQR RRQQQQQQQQ QQQQQPQQPQ VLSSEGGQLR HNPLDIQMLS RGLHEQIFG QGGEMPGEAA VRRSVEHLQK HGLWGQPAVP LPDVELRLPP LYGDNLDQHF RLLAQKQSLP YLEAANLLLQ A QLPPKPPA ...文字列:
MSRLLWRKVA GATVGPGPVP APGRWVSSSV PASDPSDGQR RRQQQQQQQQ QQQQQPQQPQ VLSSEGGQLR HNPLDIQMLS RGLHEQIFG QGGEMPGEAA VRRSVEHLQK HGLWGQPAVP LPDVELRLPP LYGDNLDQHF RLLAQKQSLP YLEAANLLLQ A QLPPKPPA WAWAEGWTRY GPEGEAVPVA IPEERALVFA VAVCLAEGTC PTLAVAISPS AWYSWCSQRL VEERYSWTSQ LS PADLIPL EVPTGASSPT QRDWQEQLVV GHNVSFDRAH IREQYLIQGS RMRFLDTMSM HMAISGLSSF QRSLWIAAKQ GKH KVQPPT KQGQKSQRKA RRGPAISSWD WLDISSVNSL AEVHRLYVGG PPLEKEPREL FVKGTMKDIR ENFQDLMQYC AQDV WATHE VFQQQLPLFL ERCPHPVTLA GMLEMGVSYL PVNQNWERYL AEAQGTYEEL QREMKKSLMD LANDACQLLS GERYK EDPW LWDLEWDLQE FKQKKAKKVK KEPATASKLP IEGAGAPGDP MDQEDLGPCS EEEEFQQDVM ARACLQKLKG TTELLP KRP QHLPGHPGWY RKLCPRLDDP AWTPGPSLLS LQMRVTPKLM ALTWDGFPLH YSERHGWGYL VPGRRDNLAK LPTGTTL ES AGVVCPYRAI ESLYRKHCLE QGKQQLMPQE AGLAEEFLLT DNSAIWQTVE ELDYLEVEAE AKMENLRAAV PGQPLALT A RGGPKDTQPS YHHGNGPYND VDIPGCWFFK LPHKDGNSCN VGSPFAKDFL PKMEDGTLQA GPGGASGPRA LEINKMISF WRNAHKRISS QMVVWLPRSA LPRAVIRHPD YDEEGLYGAI LPQVVTAGTI TRRAVEPTWL TASNARPDRV GSELKAMVQA PPGYTLVGA DVDSQELWIA AVLGDAHFAG MHGCTAFGWM TLQGRKSRGT DLHSKTATTV GISREHAKIF NYGRIYGAGQ P FAERLLMQ FNHRLTQQEA AEKAQQMYAA TKGLRWYRLS DEGEWLVREL NLPVDRTEGG WISLQDLRKV QRETARKSQW KK WEVVAER AWKGGTESEM FNKLESIATS DIPRTPVLGC CISRALEPSA VQEEFMTSRV NWVVQSSAVD YLHLMLVAMK WLF EEFAID GRFCISIHDE VRYLVREEDR YRAALALQIT NLLTRCMFAY KLGLNDLPQS VAFFSAVDID RCLRKEVTMD CKTP SNPTG MERRYGIPQG EALDIYQIIE LTKGSLEKRS QPGP

UniProtKB: DNA polymerase subunit gamma-1

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分子 #2: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial

分子名称: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: DNA-directed DNA polymerase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 54.991 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MRSRVAVRAC HKVCRCLLSG FGGRVDAGQP ELLTERSSPK GGHVKSHAEL EGNGEHPEAP GSGEGSEALL EICQRRHFLS GSKQQLSRD SLLSGCHPGF GPLGVELRKN LAAEWWTSVV VFREQVFPVD ALHHKPGPLL PGDSAFRLVS AETLREILQD K ELSKEQLV ...文字列:
MRSRVAVRAC HKVCRCLLSG FGGRVDAGQP ELLTERSSPK GGHVKSHAEL EGNGEHPEAP GSGEGSEALL EICQRRHFLS GSKQQLSRD SLLSGCHPGF GPLGVELRKN LAAEWWTSVV VFREQVFPVD ALHHKPGPLL PGDSAFRLVS AETLREILQD K ELSKEQLV AFLENVLKTS GKLRENLLHG ALEHYVNCLD LVNKRLPYGL AQIGVCFHPV FDTKQIRNGV KSIGEKTEAS LV WFTPPRT SNQWLDFWLR HRLQWWRKFA MSPSNFSSSD CQDEEGRKGN KLYYNFPWGK ELIETLWNLG DHELLHMYPG NVS KLHGRD GRKNVVPCVL SVNGDLDRGM LAYLYDSFQL TENSFTRKKN LHRKVLKLHP CLAPIKVALD VGRGPTLELR QVCQ GLFNE LLENGISVWP GYLETMQSSL EQLYSKYDEM SILFTVLVTE TTLENGLIHL RSRDTTMKEM MHISKLKDFL IKYIS SAKN V

UniProtKB: DNA polymerase subunit gamma-2

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分子 #3: DNA (77-MER)

分子名称: DNA (77-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 23.791139 KDa
配列文字列: (DG)(DC)(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DG)(DG) (DT)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)(DG)(DC)(DT)(DG) (DG)(DT)(DC)(DG)(DG)(DC)(DA)(DG)(DC) (DG)(DC)(DT)(DT)(DG)(DA)(DG)(DC)(DA)(DG) (DC) (DG)(DG)(DC)(DA)(DG) ...文字列:
(DG)(DC)(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DG)(DG) (DT)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)(DG)(DC)(DT)(DG) (DG)(DT)(DC)(DG)(DG)(DC)(DA)(DG)(DC) (DG)(DC)(DT)(DT)(DG)(DA)(DG)(DC)(DA)(DG) (DC) (DG)(DG)(DC)(DA)(DG)(DC)(DT)(DG) (DG)(DT)(DG)(DC)(DT)(DG)(DC)(DC)(DG)(DC) (DT)(DG) (DC)(DT)(DC)(DA)(DA)(DG)(DC) (DG)(DC)(DT)(DG)(DC)(DC)(DG)(DA)(DC)(DOC)

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分子 #4: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 Da

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分子 #5: 2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: 2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: DTP
分子量理論値: 491.182 Da
Chemical component information

ChemComp-DTP:
2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE

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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
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: 49.6 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: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.23 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 122123
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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