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- PDB-8a11: Cryo-EM structure of the Human SHMT1-RNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8a11
タイトルCryo-EM structure of the Human SHMT1-RNA complex
要素Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
キーワードTRANSFERASE / Riboregulation / Metabolism / 1 carbon metablism / Moonlighting protein / RNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


cellular response to tetrahydrofolate / Carnitine synthesis / carnitine biosynthetic process / purine nucleobase biosynthetic process / serine binding / L-serine catabolic process / glycine metabolic process / L-serine metabolic process / aldehyde-lyase activity / glycine hydroxymethyltransferase ...cellular response to tetrahydrofolate / Carnitine synthesis / carnitine biosynthetic process / purine nucleobase biosynthetic process / serine binding / L-serine catabolic process / glycine metabolic process / L-serine metabolic process / aldehyde-lyase activity / glycine hydroxymethyltransferase / glycine hydroxymethyltransferase activity / glycine biosynthetic process from serine / Metabolism of folate and pterines / tetrahydrofolate metabolic process / tetrahydrofolate interconversion / dTMP biosynthetic process / small molecule binding / folic acid metabolic process / mRNA regulatory element binding translation repressor activity / cellular response to leukemia inhibitory factor / mRNA 5'-UTR binding / pyridoxal phosphate binding / protein homotetramerization / negative regulation of translation / protein homodimerization activity / mitochondrion / extracellular exosome / nucleoplasm / identical protein binding / nucleus / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Serine hydroxymethyltransferase, pyridoxal phosphate binding site / Serine hydroxymethyltransferase pyridoxal-phosphate attachment site. / : / Serine hydroxymethyltransferase / Serine hydroxymethyltransferase-like domain / Serine hydroxymethyltransferase / Aspartate Aminotransferase; domain 2 / Type I PLP-dependent aspartate aminotransferase-like (Major domain) / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, small domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain ...Serine hydroxymethyltransferase, pyridoxal phosphate binding site / Serine hydroxymethyltransferase pyridoxal-phosphate attachment site. / : / Serine hydroxymethyltransferase / Serine hydroxymethyltransferase-like domain / Serine hydroxymethyltransferase / Aspartate Aminotransferase; domain 2 / Type I PLP-dependent aspartate aminotransferase-like (Major domain) / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, small domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain / Pyridoxal phosphate-dependent transferase / 3-Layer(aba) Sandwich / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
PYRIDOXAL-5'-PHOSPHATE / Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
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: 3.52 Å
データ登録者Spizzichino, S. / Marabelli, C. / Bharadwaj, A. / Jakobi, A.J. / Chaves-Sanjuan, A. / Giardina, G. / Bolognesi, M. / Cutruzzola, F.
資金援助 イタリア, 2件
組織認可番号国
Italian Association for Cancer ResearchAIRC IG-23125 イタリア
Other private
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2024
タイトル: Structure-based mechanism of riboregulation of the metabolic enzyme SHMT1.
著者: Sharon Spizzichino / Federica Di Fonzo / Chiara Marabelli / Angela Tramonti / Antonio Chaves-Sanjuan / Alessia Parroni / Giovanna Boumis / Francesca Romana Liberati / Alessio Paone / Linda ...著者: Sharon Spizzichino / Federica Di Fonzo / Chiara Marabelli / Angela Tramonti / Antonio Chaves-Sanjuan / Alessia Parroni / Giovanna Boumis / Francesca Romana Liberati / Alessio Paone / Linda Celeste Montemiglio / Matteo Ardini / Arjen J Jakobi / Alok Bharadwaj / Paolo Swuec / Gian Gaetano Tartaglia / Alessandro Paiardini / Roberto Contestabile / Antonello Mai / Dante Rotili / Francesco Fiorentino / Alberto Macone / Alessandra Giorgi / Giancarlo Tria / Serena Rinaldo / Martino Bolognesi / Giorgio Giardina / Francesca Cutruzzolà /
要旨: RNA can directly control protein activity in a process called riboregulation; only a few mechanisms of riboregulation have been described in detail, none of which have been characterized on ...RNA can directly control protein activity in a process called riboregulation; only a few mechanisms of riboregulation have been described in detail, none of which have been characterized on structural grounds. Here, we present a comprehensive structural, functional, and phylogenetic analysis of riboregulation of cytosolic serine hydroxymethyltransferase (SHMT1), the enzyme interconverting serine and glycine in one-carbon metabolism. We have determined the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structure of human SHMT1 in its free- and RNA-bound states, and we show that the RNA modulator competes with polyglutamylated folates and acts as an allosteric switch, selectively altering the enzyme's reactivity vs. serine. In addition, we identify the tetrameric assembly and a flap structural motif as key structural elements necessary for binding of RNA to eukaryotic SHMT1. The results presented here suggest that riboregulation may have played a role in evolution of eukaryotic SHMT1 and in compartmentalization of one-carbon metabolism. Our findings provide insights for RNA-based therapeutic strategies targeting this cancer-linked metabolic pathway.
履歴
登録2022年5月30日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02023年6月14日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 2.02024年5月8日Group: Advisory / Atomic model ...Advisory / Atomic model / Author supporting evidence / Data collection / Database references / Derived calculations / Non-polymer description / Polymer sequence / Refinement description / Source and taxonomy / Structure summary
カテゴリ: atom_site / chem_comp ...atom_site / chem_comp / chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_3d_fitting_list / em_entity_assembly / em_entity_assembly_molwt / entity / entity_poly / entity_poly_seq / ndb_struct_na_base_pair / pdbx_contact_author / pdbx_entity_instance_feature / pdbx_entity_nonpoly / pdbx_entity_src_syn / pdbx_entry_details / pdbx_nonpoly_scheme / pdbx_poly_seq_scheme / pdbx_struct_assembly / pdbx_struct_assembly_gen / pdbx_struct_assembly_prop / pdbx_struct_mod_residue / pdbx_struct_sheet_hbond / pdbx_unobs_or_zero_occ_residues / pdbx_validate_torsion / struct_asym / struct_conf / struct_conn / struct_conn_type / struct_mon_prot_cis / struct_ref / struct_ref_seq / struct_sheet / struct_sheet_order / struct_sheet_range
Item: _chem_comp.formula / _chem_comp.formula_weight ..._chem_comp.formula / _chem_comp.formula_weight / _chem_comp.id / _chem_comp.mon_nstd_flag / _chem_comp.name / _chem_comp.pdbx_synonyms / _chem_comp.type / _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.chain_id / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _em_entity_assembly.entity_id_list / _em_entity_assembly_molwt.units / _em_entity_assembly_molwt.value / _entity.formula_weight / _entity.pdbx_description / _entity.pdbx_mutation / _entity.pdbx_number_of_molecules / _entity.type / _pdbx_entry_details.has_ligand_of_interest / _pdbx_struct_assembly.oligomeric_count / _pdbx_struct_assembly.oligomeric_details / _pdbx_struct_assembly_gen.asym_id_list / _struct_mon_prot_cis.pdbx_omega_angle
解説: Model completeness
詳細: As requested from the reviewers we removed the previously modelled RNA and the PLP molecule from the active site when it's not visible.
Provider: author / タイプ: Coordinate replacement
改定 2.12024年7月24日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _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: Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
B: Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
C: Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
D: Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)214,4817
ポリマ－213,7394
非ポリマー7413
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, native gel electrophoresis, gel filtration, only for the protein tetramer
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質
Serine hydroxymethyltransferase, cytosolic / SHMT / Glycine hydroxymethyltransferase / Serine methylase


分子量: 53434.797 Da / 分子数: 4 / 変異: Chain B has not PLP bond to the active site / 由来タイプ: 組換発現
詳細: first 3 N-ter residues come from removal of His-tag. Sequence numbering starts from first M residue. K257 is covalently bound to PLP forming an internal aldimine (LLP)
由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: SHMT1 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P34896, glycine hydroxymethyltransferase
#2: 化合物 ChemComp-PLP / PYRIDOXAL-5'-PHOSPHATE / VITAMIN B6 Phosphate / ピリドキサ-ル5′-りん酸


分子量: 247.142 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H10NO6P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
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

構成要素名称: human SHMT1 in complex with RNA (SHMT2 5' UTR 1-50) / タイプ: COMPLEX / 詳細: SHMT1= homotetramer of 53kDa subunits / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
110.21 MDaNO
2153 kDa/nmNO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMSodium ChlorideNaCl1
220 mMHepesC8H18N2O4S1
試料濃度: 0.3 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
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
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: blotted for 4 seconds before plunging

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 120000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Cs: 2.7 mm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN / 試料ホルダーモデル: OTHER
撮影電子線照射量: 40 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5450

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION3.1粒子像選択
2EPU2.8画像取得
4CTFFIND4CTF補正
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
8Coot0.9.6モデルフィッティング
10RELION3.1初期オイラー角割当
11RELION3.1最終オイラー角割当
12RELION3.1分類
13RELION3.1３次元再構成
20PHENIX1-17-1-3660モデル精密化
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: 4900000
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.52 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 94430 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 132 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 1BJ4

1bj4


PDB chain-ID: A / Accession code: 1BJ4 / Source name: PDB / タイプ: experimental model
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: 133.31 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.001514943
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.410420257
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.03532247
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0034488
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d9.03662147

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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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