+Open data
-Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 7tu3 | ||||||
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Title | Structure of the L. blandensis dGTPase del55-58 mutant | ||||||
Components | dGTP triphosphohydrolaseDGTPase | ||||||
Keywords | HYDROLASE / dGTPase / nucleotide binding | ||||||
Function / homology | Function and homology information | ||||||
Biological species | Leeuwenhoekiella blandensis (bacteria) | ||||||
Method | X-RAY DIFFRACTION / SYNCHROTRON / MOLECULAR REPLACEMENT / Resolution: 2.17 Å | ||||||
Authors | Sikkema, A.P. / Klemm, B.P. / Horng, J.C. / Hall, T.M.T. | ||||||
Funding support | United States, 1items
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Citation | Journal: J Biol Chem / Year: 2022 Title: High-resolution structures of the SAMHD1 dGTPase homolog from Leeuwenhoekiella blandensis reveal a novel mechanism of allosteric activation by dATP. Authors: Bradley P Klemm / Andrew P Sikkema / Allen L Hsu / James C Horng / Traci M Tanaka Hall / Mario J Borgnia / Roel M Schaaper / Abstract: Deoxynucleoside triphosphate (dNTP) triphosphohydrolases (dNTPases) are important enzymes that may perform multiple functions in the cell, including regulating the dNTP pools and contributing to ...Deoxynucleoside triphosphate (dNTP) triphosphohydrolases (dNTPases) are important enzymes that may perform multiple functions in the cell, including regulating the dNTP pools and contributing to innate immunity against viruses. Among the homologs that are best studied are human sterile alpha motif and HD domain-containing protein 1 (SAMHD1), a tetrameric dNTPase, and the hexameric Escherichia coli dGTPase; however, it is unclear whether these are representative of all dNTPases given their wide distribution throughout life. Here, we investigated a hexameric homolog from the marine bacterium Leeuwenhoekiella blandensis, revealing that it is a dGTPase that is subject to allosteric activation by dATP, specifically. Allosteric regulation mediated solely by dATP represents a novel regulatory feature among dNTPases that may facilitate maintenance of cellular dNTP pools in L. blandensis. We present high-resolution X-ray crystallographic structures (1.80-2.26 Å) in catalytically important conformations as well as cryo-EM structures (2.1-2.7 Å) of the enzyme bound to dGTP and dATP ligands. The structures, the highest resolution cryo-EM structures of any SAMHD1-like dNTPase to date, reveal an intact metal-binding site with the dGTP substrate coordinated to three metal ions. These structural and biochemical data yield insights into the catalytic mechanism and support a conserved catalytic mechanism for the tetrameric and hexameric dNTPase homologs. We conclude that the allosteric activation by dATP appears to rely on structural connectivity between the allosteric and active sites, as opposed to the changes in oligomeric state upon ligand binding used by SAMHD1. | ||||||
History |
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-Structure visualization
Structure viewer | Molecule: MolmilJmol/JSmol |
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-Downloads & links
-Download
PDBx/mmCIF format | 7tu3.cif.gz | 548.5 KB | Display | PDBx/mmCIF format |
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PDB format | pdb7tu3.ent.gz | 432.6 KB | Display | PDB format |
PDBx/mmJSON format | 7tu3.json.gz | Tree view | PDBx/mmJSON format | |
Others | Other downloads |
-Validation report
Arichive directory | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/tu/7tu3 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/tu/7tu3 | HTTPS FTP |
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-Related structure data
Related structure data | 7tu0C 7tu1C 7tu2C 7tu4C 7tu5C 7tu6C 7tu7C 7tu8C 3bg2S S: Starting model for refinement C: citing same article (ref.) |
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Similar structure data | Similarity search - Function & homologyF&H Search |
-Links
-Assembly
Deposited unit |
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1 |
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Unit cell |
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-Components
#1: Protein | Mass: 52296.719 Da / Num. of mol.: 3 / Mutation: del55-58 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) Leeuwenhoekiella blandensis (bacteria) / Strain: CECT 7118 / CCUG 51940 / MED217 / Gene: MED217_16760 / Plasmid: pMCSG7 / Production host: Escherichia coli BL21(DE3) (bacteria) / References: UniProt: A3XHN1 #2: Chemical | ChemComp-EDO / #3: Chemical | #4: Chemical | #5: Water | ChemComp-HOH / | Has ligand of interest | N | |
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-Experimental details
-Experiment
Experiment | Method: X-RAY DIFFRACTION / Number of used crystals: 1 |
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-Sample preparation
Crystal | Density Matthews: 3.05 Å3/Da / Density % sol: 59.71 % Description: crystal grew as square bipyramid, approximately 400 microns per side |
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Crystal grow | Temperature: 293 K / Method: vapor diffusion, sitting drop / pH: 6.5 Details: Crystal grown in 1ul:1ul drops of well solution (0.6M Sodium Potassium Tartrate, 0.2M Lithium Sulfate, 0.1M Bis-Tris pH 6.5) and 10mg/mL protein. Cryoprotected by soaking in well solution ...Details: Crystal grown in 1ul:1ul drops of well solution (0.6M Sodium Potassium Tartrate, 0.2M Lithium Sulfate, 0.1M Bis-Tris pH 6.5) and 10mg/mL protein. Cryoprotected by soaking in well solution with 30% ethylene glycol added |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N |
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Diffraction source | Source: SYNCHROTRON / Site: APS / Beamline: 22-ID / Wavelength: 1 Å |
Detector | Type: DECTRIS EIGER X 16M / Detector: PIXEL / Date: Nov 1, 2019 Details: Si 111. Rosenbaum-Rock double-crystal monochromator: liquid nitrogen cooled; sagitally focusing 2nd crystal, Rosenbaum-Rock vertical focusing mirror |
Radiation | Monochromator: double crystal - liquid nitrogen cooled / Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 1 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 2.17→40 Å / Num. obs: 97009 / % possible obs: 99.2 % / Redundancy: 14.8 % / Biso Wilson estimate: 55.76 Å2 / CC1/2: 0.996 / CC star: 0.999 / Rmerge(I) obs: 0.154 / Rrim(I) all: 0.16 / Net I/σ(I): 8.88 |
Reflection shell | Resolution: 2.17→2.3 Å / Redundancy: 14.1 % / Rmerge(I) obs: 1.243 / Mean I/σ(I) obs: 1.04 / Num. unique obs: 14855 / CC1/2: 0.745 / CC star: 0.924 / Rrim(I) all: 1.289 / % possible all: 95.4 |
-Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: MOLECULAR REPLACEMENT Starting model: 3BG2 Resolution: 2.17→39.89 Å / SU ML: 0.2891 / Cross valid method: FREE R-VALUE / σ(F): 1.33 / Phase error: 24.4621 Stereochemistry target values: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.11 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Displacement parameters | Biso mean: 67.29 Å2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.17→39.89 Å
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Refine LS restraints |
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LS refinement shell |
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Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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Refinement TLS group |
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