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- PDB-7xi9: Cryo-EM structure of human DNMT1 (aa:351-1616) in complex with ub... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7xi9
タイトルCryo-EM structure of human DNMT1 (aa:351-1616) in complex with ubiquitinated H3 and hemimethylated DNA analog (CXXC-ordered form)
要素
  • DNA (5'-D(*AP*CP*TP*TP*AP*(5CM)P*GP*GP*AP*AP*GP*G)-3')
  • DNA (5'-D(*CP*CP*TP*TP*CP*(C55)P*GP*TP*AP*AP*GP*T)-3')
  • DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1
キーワードTRANSFERASE/DNA / DNA methyltransferase / TRANSFERASE-DNA COMPLEX
機能・相同性
機能・相同性情報


chromosomal DNA methylation maintenance following DNA replication / negative regulation of vascular associated smooth muscle cell differentiation involved in phenotypic switching / epigenetic programming of gene expression / DNA-methyltransferase activity / negative regulation of vascular associated smooth muscle cell apoptotic process / cellular response to bisphenol A / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase activity / SUMOylation of DNA methylation proteins / female germ cell nucleus ...chromosomal DNA methylation maintenance following DNA replication / negative regulation of vascular associated smooth muscle cell differentiation involved in phenotypic switching / epigenetic programming of gene expression / DNA-methyltransferase activity / negative regulation of vascular associated smooth muscle cell apoptotic process / cellular response to bisphenol A / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase / DNA (cytosine-5-)-methyltransferase activity / SUMOylation of DNA methylation proteins / female germ cell nucleus / STAT3 nuclear events downstream of ALK signaling / methyl-CpG binding / DNA methylation-dependent constitutive heterochromatin formation / negative regulation of gene expression via chromosomal CpG island methylation / lncRNA binding / pericentric heterochromatin / Nuclear events stimulated by ALK signaling in cancer / positive regulation of vascular associated smooth muscle cell proliferation / DNA methylation / replication fork / PRC2 methylates histones and DNA / Defective pyroptosis / cellular response to amino acid stimulus / promoter-specific chromatin binding / NoRC negatively regulates rRNA expression / methylation / negative regulation of gene expression / DNA-templated transcription / positive regulation of gene expression / negative regulation of transcription by RNA polymerase II / mitochondrion / DNA binding / zinc ion binding / nucleoplasm / nucleus
類似検索 - 分子機能
DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1-like / DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1, replication foci domain / Cytosine specific DNA methyltransferase replication foci domain / DMAP1-binding Domain / DMAP1-binding Domain / DMAP1-binding domain / DMAP1-binding domain profile. / : / DNA methylase, C-5 cytosine-specific, conserved site / C-5 cytosine-specific DNA methylases C-terminal signature. ...DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1-like / DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1, replication foci domain / Cytosine specific DNA methyltransferase replication foci domain / DMAP1-binding Domain / DMAP1-binding Domain / DMAP1-binding domain / DMAP1-binding domain profile. / : / DNA methylase, C-5 cytosine-specific, conserved site / C-5 cytosine-specific DNA methylases C-terminal signature. / CXXC zinc finger domain / Zinc finger, CXXC-type / Zinc finger CXXC-type 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 / Bromo adjacent homology domain / BAH domain / Bromo adjacent homology (BAH) domain / Bromo adjacent homology (BAH) domain superfamily / BAH domain profile. / S-adenosyl-L-methionine-dependent methyltransferase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE / DNA / DNA (> 10) / DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
synthetic construct (人工物)
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: 2.52 Å
データ登録者Onoda, H. / Kikuchi, A. / Kori, S. / Yoshimi, S. / Yamagata, A. / Arita, K.
資金援助 日本, 4件
組織認可番号国
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (Japan)JP18H02392 日本
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (Japan)JP19H05294 日本
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (Japan)JP19H05741 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)SK201904 日本
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structural basis for activation of DNMT1.
著者: Amika Kikuchi / Hiroki Onoda / Kosuke Yamaguchi / Satomi Kori / Shun Matsuzawa / Yoshie Chiba / Shota Tanimoto / Sae Yoshimi / Hiroki Sato / Atsushi Yamagata / Mikako Shirouzu / Naruhiko ...著者: Amika Kikuchi / Hiroki Onoda / Kosuke Yamaguchi / Satomi Kori / Shun Matsuzawa / Yoshie Chiba / Shota Tanimoto / Sae Yoshimi / Hiroki Sato / Atsushi Yamagata / Mikako Shirouzu / Naruhiko Adachi / Jafar Sharif / Haruhiko Koseki / Atsuya Nishiyama / Makoto Nakanishi / Pierre-Antoine Defossez / Kyohei Arita /
要旨: DNMT1 is an essential enzyme that maintains genomic DNA methylation, and its function is regulated by mechanisms that are not yet fully understood. Here, we report the cryo-EM structure of human ...DNMT1 is an essential enzyme that maintains genomic DNA methylation, and its function is regulated by mechanisms that are not yet fully understood. Here, we report the cryo-EM structure of human DNMT1 bound to its two natural activators: hemimethylated DNA and ubiquitinated histone H3. We find that a hitherto unstudied linker, between the RFTS and CXXC domains, plays a key role for activation. It contains a conserved α-helix which engages a crucial "Toggle" pocket, displacing a previously described inhibitory linker, and allowing the DNA Recognition Helix to spring into the active conformation. This is accompanied by large-scale reorganization of the inhibitory RFTS and CXXC domains, allowing the enzyme to gain full activity. Our results therefore provide a mechanistic basis for the activation of DNMT1, with consequences for basic research and drug design.
履歴
登録2022年4月12日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02022年11月30日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年12月7日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name
改定 1.22024年7月3日Group: Data collection / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting_list / em_admin
Item: _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id ..._em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _em_admin.last_update

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1
B: DNA (5'-D(*AP*CP*TP*TP*AP*(5CM)P*GP*GP*AP*AP*GP*G)-3')
C: DNA (5'-D(*CP*CP*TP*TP*CP*(C55)P*GP*TP*AP*AP*GP*T)-3')
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)151,1578
ポリマ－150,5113
非ポリマー6465
水4,179232
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, SDS-PAGE and Agarose Gel Electrophoresis of the gel filtration fraction indicate that DNMT1, H3Ub2 and hemi-methyl DNA analog form ternary complex.
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area5800 Å2
ΔGint-27 kcal/mol
Surface area39340 Å2

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要素

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タンパク質 , 1種, 1分子 A

#1: タンパク質 DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1 / Dnmt1 / CXXC-type zinc finger protein 9 / DNA methyltransferase HsaI / DNA MTase HsaI / M.HsaI / MCMT


分子量: 143106.000 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: DNMT1 / プラスミド: pFastBac / 細胞株 (発現宿主): sf-9
発現宿主: Baculovirus expression vector pFastBac1-HM (ウイルス)
参照: UniProt: P26358, DNA (cytosine-5-)-methyltransferase

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DNA鎖 , 2種, 2分子 BC

#2: DNA鎖 DNA (5'-D(*AP*CP*TP*TP*AP*(5CM)P*GP*GP*AP*AP*GP*G)-3')


分子量: 3725.469 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 DNA (5'-D(*CP*CP*TP*TP*CP*(C55)P*GP*TP*AP*AP*GP*T)-3')


分子量: 3679.464 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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非ポリマー , 3種, 237分子

#4: 化合物
ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn
#5: 化合物 ChemComp-SAH / S-ADENOSYL-L-HOMOCYSTEINE / S-アデノシルホモシステイン


タイプ: L-peptide linking / 分子量: 384.411 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C14H20N6O5S
#6: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 232 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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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

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1DNMT1:H3Ub2:DNAmCG/fCGTernary complex of DNMT1 with hemi methylated DNA analog and H3Ub2COMPLEX#1-#30MULTIPLE SOURCES
2DNA (cytosine-5)-methyltransferase 1COMPLEX#11RECOMBINANT
3DNACOMPLEX#2-#31SYNTHETIC
分子量値: 0.17 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Baculovirus expression vector pFastBac1-HM (ウイルス)
細胞: sf-9
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mM2-Amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diolTris-HCl1
2250 mMSodium chlorideNaCl1
35 mMDithiothreitolDTT1
試料濃度: 0.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: This sample was monodisperse by Size-exclusion chromatography
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K / 詳細: Blot for 4 seconds before plunging

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
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: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1800 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 49 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4068
画像スキャン横: 4092 / 縦: 5760

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
phenix.real_space_refine1.17.1_3660精密化
PHENIX1.17.1_3660精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARC3.2.0粒子像選択Blob picker was used to automatically select particle images.
4cryoSPARC3.2.0CTF補正Patch CTF
7PHENIX1.17.1モデルフィッティング
9PHENIX1.17.1モデル精密化
10cryoSPARC3.2.0初期オイラー角割当Ab-initio
11cryoSPARC3.2.0最終オイラー角割当Non-uniform Refinement
12cryoSPARC3.2.0分類3D Variability
13cryoSPARC3.2.0３次元再構成Non-uniform Refinement
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: 3798046
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.52 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 138662 / アルゴリズム: EXACT BACK PROJECTION / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: BACKBONE TRACE / 空間: REAL
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Accession code: 6X9I / Initial refinement model-ID: 1 / PDB-ID: 6X9I

6x9i

/ Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB chain-IDPdb chain residue range
1A730-1600
2B1-12
3C13-24
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 45.97 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00397610
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.63210397
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.04451106
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00511274
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d24.63311205

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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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