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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7qhs | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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タイトル | S. cerevisiae CMGE nucleating origin DNA melting | |||||||||||||||||||||||||||||||||
要素 |
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キーワード | REPLICATION / DNA replication / helicase / initiation / DNA origin | |||||||||||||||||||||||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 DNA-templated DNA replication maintenance of fidelity / gene conversion / Unwinding of DNA / DNA replication initiation / MCM core complex / Assembly of the pre-replicative complex / Switching of origins to a post-replicative state / epsilon DNA polymerase complex / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / MCM complex binding ...DNA-templated DNA replication maintenance of fidelity / gene conversion / Unwinding of DNA / DNA replication initiation / MCM core complex / Assembly of the pre-replicative complex / Switching of origins to a post-replicative state / epsilon DNA polymerase complex / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / MCM complex binding / GINS complex / nuclear DNA replication / mitotic DNA replication preinitiation complex assembly / premeiotic DNA replication / pre-replicative complex assembly involved in nuclear cell cycle DNA replication / SUMO binding / nucleotide-excision repair, DNA gap filling / mitotic DNA replication / Activation of the pre-replicative complex / DNA replication proofreading / CMG complex / nuclear pre-replicative complex / single-stranded DNA 3'-5' DNA exonuclease activity / Activation of ATR in response to replication stress / DNA replication preinitiation complex / MCM complex / replication fork protection complex / Termination of translesion DNA synthesis / mitotic DNA replication checkpoint signaling / double-strand break repair via break-induced replication / mitotic DNA replication initiation / single-stranded DNA helicase activity / mitotic intra-S DNA damage checkpoint signaling / DNA strand elongation involved in DNA replication / silent mating-type cassette heterochromatin formation / 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 / mitotic sister chromatid cohesion / 3'-5' DNA helicase activity / leading strand elongation / DNA unwinding involved in DNA replication / nuclear replication fork / DNA replication origin binding / Dual incision in TC-NER / DNA replication initiation / subtelomeric heterochromatin formation / error-prone translesion synthesis / base-excision repair, gap-filling / DNA helicase activity / replication fork / helicase activity / base-excision repair / DNA-templated DNA replication / double-strand break repair via nonhomologous end joining / double-strand break repair / mitotic cell cycle / single-stranded DNA binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / double-stranded DNA binding / DNA helicase / DNA-directed DNA polymerase / chromosome, telomeric region / DNA-directed DNA polymerase activity / hydrolase activity / mRNA binding / nucleotide binding / chromatin binding / ATP hydrolysis activity / DNA binding / zinc ion binding / nucleoplasm / ATP binding / nucleus / metal ion binding / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
生物種 | Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) DNA molecule (その他) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.3 Å | |||||||||||||||||||||||||||||||||
データ登録者 | Lewis, J.S. / Sousa, J.S. / Costa, A. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
資金援助 | European Union, 10件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2022 タイトル: Mechanism of replication origin melting nucleated by CMG helicase assembly. 著者: Jacob S Lewis / Marta H Gross / Joana Sousa / Sarah S Henrikus / Julia F Greiwe / Andrea Nans / John F X Diffley / Alessandro Costa / 要旨: The activation of eukaryotic origins of replication occurs in temporally separated steps to ensure that chromosomes are copied only once per cell cycle. First, the MCM helicase is loaded onto duplex ...The activation of eukaryotic origins of replication occurs in temporally separated steps to ensure that chromosomes are copied only once per cell cycle. First, the MCM helicase is loaded onto duplex DNA as an inactive double hexamer. Activation occurs after the recruitment of a set of firing factors that assemble two Cdc45-MCM-GINS (CMG) holo-helicases. CMG formation leads to the underwinding of DNA on the path to the establishment of the replication fork, but whether DNA becomes melted at this stage is unknown. Here we use cryo-electron microscopy to image ATP-dependent CMG assembly on a chromatinized origin, reconstituted in vitro with purified yeast proteins. We find that CMG formation disrupts the double hexamer interface and thereby exposes duplex DNA in between the two CMGs. The two helicases remain tethered, which gives rise to a splayed dimer, with implications for origin activation and replisome integrity. Inside each MCM ring, the double helix becomes untwisted and base pairing is broken. This comes as the result of ATP-triggered conformational changes in MCM that involve DNA stretching and protein-mediated stabilization of three orphan bases. Mcm2 pore-loop residues that engage DNA in our structure are dispensable for double hexamer loading and CMG formation, but are essential to untwist the DNA and promote replication. Our results explain how ATP binding nucleates origin DNA melting by the CMG and maintains replisome stability at initiation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 7qhs.cif.gz | 1.2 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7qhs.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 7qhs.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 7qhs_validation.pdf.gz | 1.8 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7qhs_full_validation.pdf.gz | 1.8 MB | 表示 | |
XML形式データ | 7qhs_validation.xml.gz | 168.2 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7qhs_validation.cif.gz | 255.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/qh/7qhs ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/qh/7qhs | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-DNA replication licensing factor ... , 6種, 6分子 234675
#1: タンパク質 | 分子量: 98911.539 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 遺伝子: PACBIOSEQ_LOCUS187, PACBIOSEQ_LOCUS193, PACBIOSEQ_LOCUS195, PACBIOSEQ_LOCUS196, SCNYR20_0007007400, SCP684_0007007100 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: A0A6A5Q1S9, DNA helicase |
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#2: タンパク質 | 分子量: 111720.242 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM3, YEL032W, SYGP-ORF23 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P24279, DNA helicase |
#3: タンパク質 | 分子量: 105138.375 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM4, CDC54, HCD21, YPR019W, YP9531.13 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P30665, DNA helicase |
#4: タンパク質 | 分子量: 113110.211 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM6, YGL201C / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P53091, DNA helicase |
#5: タンパク質 | 分子量: 95049.875 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM7, CDC47, YBR202W, YBR1441 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P38132, DNA helicase |
#15: タンパク質 | 分子量: 86505.734 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 遺伝子: PACBIOSEQ_LOCUS4112, PACBIOSEQ_LOCUS4129, PACBIOSEQ_LOCUS4153, PACBIOSEQ_LOCUS4202, SCNYR20_0004029000, SCP684_0004028600 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: A0A6A5PUY8, DNA helicase |
-DNA replication complex GINS protein ... , 4種, 4分子 HICD
#6: タンパク質 | 分子量: 24230.576 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 遺伝子: PACBIOSEQ_LOCUS944, PACBIOSEQ_LOCUS956, PACBIOSEQ_LOCUS958, SCNYR20_0001022500, SCP684_0001022000 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A6A5Q203 |
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#7: タンパク質 | 分子量: 25096.807 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 遺伝子: PACBIOSEQ_LOCUS3163, PACBIOSEQ_LOCUS3191, PACBIOSEQ_LOCUS3224, PACBIOSEQ_LOCUS3231, PACBIOSEQ_LOCUS3255, SCNYR20_0009012300, SCP684_0009011800 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A6A5PX40 |
#8: タンパク質 | 分子量: 25718.070 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: PSF3, YOL146W / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q12146 |
#9: タンパク質 | 分子量: 33983.617 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: SLD5, YDR489W / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q03406 |
-タンパク質 , 1種, 1分子 E
#10: タンパク質 | 分子量: 75154.703 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: CDC45, SLD4, YLR103C, L8004.11 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: Q08032 |
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-DNA polymerase epsilon ... , 2種, 2分子 FG
#11: タンパク質 | 分子量: 78425.852 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: DPB2, YPR175W, P9705.7 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P24482 |
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#12: タンパク質 | 分子量: 255992.484 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: POL2, DUN2, YNL262W, N0825 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 参照: UniProt: P21951, DNA-directed DNA polymerase, 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鎖 , 2種, 2分子 AB
#13: DNA鎖 | 分子量: 8098.421 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) DNA molecule (その他) |
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#14: DNA鎖 | 分子量: 7864.056 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) DNA molecule (その他) |
-非ポリマー , 4種, 16分子
#16: 化合物 | ChemComp-ATP / #17: 化合物 | ChemComp-ZN / #18: 化合物 | #19: 化合物 | |
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-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法 |
-試料調製
構成要素 | 名称: S. cerevisiae CMG helicase nucleating origin DNA melting タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#15 / 由来: RECOMBINANT |
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分子量 | 実験値: NO |
由来(天然) | 生物種: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) |
由来(組換発現) | 生物種: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) |
緩衝液 | pH: 7.5 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES 詳細: four microlitres of sample was applied on a grid and incubated for 2 min at room temperature before blotting with filter paper for 5.5 s and plunge-freezing in liquid ethane. |
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 130000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 4400 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 2000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm |
試料ホルダ | 凍結剤: NITROGEN 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
撮影 | 平均露光時間: 10 sec. / 電子線照射量: 1.6 e/Å2 / 検出モード: COUNTING フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 撮影したグリッド数: 2 / 実像数: 65286 |
画像スキャン | 動画フレーム数/画像: 32 |
-解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 927109 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 71348 詳細: Reported resolution after PHENIX resolve cryoEM density modification. Input were half maps generated in RELION 3.1 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | 3D fitting-ID: 1 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
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拘束条件 |
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