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万見
- PDB-8c8j: Long Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) reverse transcriptas... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8c8j
タイトルLong Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) reverse transcriptase ternary complex with hybrid duplex and dTTP
要素
  • DNA (5'-D(P*GP*CP*GP*CP*TP*TP*TP*CP*C)-3')
  • RNA (5'-R(P*UP*UP*AP*GP*GP*AP*AP*AP*GP*CP*GP*C)-3')
  • RNA-directed DNA polymerase
キーワードREPLICATION / REVERSE TRANSCRIPTASE / RT / DTTP / HYRBID DUPLEX / TEMPLATE PRIMER
機能・相同性
機能・相同性情報


catalytic activity / RNA-directed DNA polymerase
類似検索 - 分子機能
: / Endonuclease/exonuclease/phosphatase / Endonuclease/Exonuclease/phosphatase family / Endonuclease/exonuclease/phosphatase superfamily / Reverse transcriptase domain / Reverse transcriptase (RNA-dependent DNA polymerase) / Reverse transcriptase (RT) catalytic domain profile. / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
CITRIC ACID / 1,4-DIETHYLENE DIOXIDE / THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / DNA / RNA / RNA (> 10) / RNA-directed DNA polymerase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
synthetic construct (人工物)
手法X線回折 / シンクロトロン / 分子置換 / 解像度: 2.1 Å
データ登録者Nichols, C.E. / Walpole, T.B. / Baldwin, E.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
ROME Therapeutics, Inc. 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Structures, functions and adaptations of the human LINE-1 ORF2 protein.
著者: Eric T Baldwin / Trevor van Eeuwen / David Hoyos / Arthur Zalevsky / Egor P Tchesnokov / Roberto Sánchez / Bryant D Miller / Luciano H Di Stefano / Francesc Xavier Ruiz / Matthew Hancock / ...著者: Eric T Baldwin / Trevor van Eeuwen / David Hoyos / Arthur Zalevsky / Egor P Tchesnokov / Roberto Sánchez / Bryant D Miller / Luciano H Di Stefano / Francesc Xavier Ruiz / Matthew Hancock / Esin Işik / Carlos Mendez-Dorantes / Thomas Walpole / Charles Nichols / Paul Wan / Kirsi Riento / Rowan Halls-Kass / Martin Augustin / Alfred Lammens / Anja Jestel / Paula Upla / Kera Xibinaku / Samantha Congreve / Maximiliaan Hennink / Kacper B Rogala / Anna M Schneider / Jennifer E Fairman / Shawn M Christensen / Brian Desrosiers / Gregory S Bisacchi / Oliver L Saunders / Nafeeza Hafeez / Wenyan Miao / Rosana Kapeller / Dennis M Zaller / Andrej Sali / Oliver Weichenrieder / Kathleen H Burns / Matthias Götte / Michael P Rout / Eddy Arnold / Benjamin D Greenbaum / Donna L Romero / John LaCava / Martin S Taylor /
要旨: The LINE-1 (L1) retrotransposon is an ancient genetic parasite that has written around one-third of the human genome through a 'copy and paste' mechanism catalysed by its multifunctional enzyme, open ...The LINE-1 (L1) retrotransposon is an ancient genetic parasite that has written around one-third of the human genome through a 'copy and paste' mechanism catalysed by its multifunctional enzyme, open reading frame 2 protein (ORF2p). ORF2p reverse transcriptase (RT) and endonuclease activities have been implicated in the pathophysiology of cancer, autoimmunity and ageing, making ORF2p a potential therapeutic target. However, a lack of structural and mechanistic knowledge has hampered efforts to rationally exploit it. We report structures of the human ORF2p 'core' (residues 238-1061, including the RT domain) by X-ray crystallography and cryo-electron microscopy in several conformational states. Our analyses identified two previously undescribed folded domains, extensive contacts to RNA templates and associated adaptations that contribute to unique aspects of the L1 replication cycle. Computed integrative structural models of full-length ORF2p show a dynamic closed-ring conformation that appears to open during retrotransposition. We characterize ORF2p RT inhibition and reveal its underlying structural basis. Imaging and biochemistry show that non-canonical cytosolic ORF2p RT activity can produce RNA:DNA hybrids, activating innate immune signalling through cGAS/STING and resulting in interferon production. In contrast to retroviral RTs, L1 RT is efficiently primed by short RNAs and hairpins, which probably explains cytosolic priming. Other biochemical activities including processivity, DNA-directed polymerization, non-templated base addition and template switching together allow us to propose a revised L1 insertion model. Finally, our evolutionary analysis demonstrates structural conservation between ORF2p and other RNA- and DNA-dependent polymerases. We therefore provide key mechanistic insights into L1 polymerization and insertion, shed light on the evolutionary history of L1 and enable rational drug development targeting L1.
履歴
登録2023年1月20日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02023年12月20日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年1月31日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
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
改定 1.22024年2月14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.title / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID

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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: RNA-directed DNA polymerase
B: DNA (5'-D(P*GP*CP*GP*CP*TP*TP*TP*CP*C)-3')
C: RNA (5'-R(P*UP*UP*AP*GP*GP*AP*AP*AP*GP*CP*GP*C)-3')
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)106,64326
ポリマ－104,5793
非ポリマー2,06423
水3,945219
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: gel filtration, LINE1-RT elution from gel filtration purification step is consistent with monomer
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area10000 Å2
ΔGint-3 kcal/mol
Surface area31300 Å2
手法PISA
単位格子
Length a, b, c (Å)119.349, 84.528, 107.938
Angle α, β, γ (deg.)90, 91.48, 90
Int Tables number5
Space group name H-MC121

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要素

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タンパク質 / DNA鎖 / RNA鎖 , 3種, 3分子 ABC

#1: タンパク質 RNA-directed DNA polymerase


分子量: 98020.680 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: G8I2S9, RNA-directed DNA polymerase
#2: DNA鎖 DNA (5'-D(P*GP*CP*GP*CP*TP*TP*TP*CP*C)-3')


分子量: 2682.760 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: RNA鎖 RNA (5'-R(P*UP*UP*AP*GP*GP*AP*AP*AP*GP*CP*GP*C)-3')


分子量: 3875.384 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

-
非ポリマー , 8種, 242分子

#4: 化合物 ChemComp-CIT / CITRIC ACID / クエン酸


分子量: 192.124 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C6H8O7
#5: 化合物 ChemComp-TTP / THYMIDINE-5'-TRIPHOSPHATE / dTTP


分子量: 482.168 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N2O14P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物
ChemComp-EDO / 1,2-ETHANEDIOL / ETHYLENE GLYCOL / エチレングリコ-ル


分子量: 62.068 Da / 分子数: 14 / 由来タイプ: 合成 / 式: C2H6O2
#7: 化合物 ChemComp-DMS / DIMETHYL SULFOXIDE / 2-チアプロパン2-オキシド


分子量: 78.133 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C2H6OS / コメント: DMSO, 沈殿剤*YM
#8: 化合物 ChemComp-DIO / 1,4-DIETHYLENE DIOXIDE / 1,4-ジオキサン


分子量: 88.105 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C4H8O2
#9: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#10: 化合物 ChemComp-CL / CHLORIDE ION / クロリド


分子量: 35.453 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Cl
#11: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 219 / 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: X線回折 / 使用した結晶の数: 6

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試料調製

結晶
IDマシュー密度 (Å3/Da)溶媒含有率 (%)
12.652.73
6
5
4
3
2
結晶化
温度 (K)Crystal-ID手法pH詳細
2931蒸気拡散法, シッティングドロップ法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide
2936蒸気拡散法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide
2935蒸気拡散法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide
2934蒸気拡散法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide
2933蒸気拡散法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide
2932蒸気拡散法5.6PEG8000, sodium citrate, 1,4 dioxane, ethylene glycol, dimethyl sulphoxide

-
データ収集

回折
ID平均測定温度 (K)Crystal-IDSerial crystal experiment
11001N
61006N
51005N
41004N
31003N
21002N
放射光源
由来サイトビームラインID波長 (Å)
シンクロトロンDiamond I0310.9762
シンクロトロンDiamond I0360.9762
シンクロトロンDiamond I0350.9762
シンクロトロンDiamond I0340.9762
シンクロトロンDiamond I0330.9762
シンクロトロンDiamond I0320.9762
検出器
タイプID検出器日付
DECTRIS EIGER2 XE 16M1PIXEL2022年8月5日
DECTRIS EIGER2 XE 16M6PIXEL2022年8月6日
DECTRIS EIGER2 XE 16M5PIXEL2022年8月6日
DECTRIS EIGER2 XE 16M4PIXEL2022年8月6日
DECTRIS EIGER2 XE 16M3PIXEL2022年8月6日
DECTRIS EIGER2 XE 16M2PIXEL2022年8月5日
放射
IDプロトコル単色(M)・ラウエ(L)散乱光タイプWavelength-ID
1SINGLE WAVELENGTHMx-ray1
6SINGLE WAVELENGTHMx-ray2
5SINGLE WAVELENGTHMx-ray3
4SINGLE WAVELENGTHMx-ray4
3SINGLE WAVELENGTHMx-ray5
2SINGLE WAVELENGTHMx-ray6
放射波長
ID波長 (Å)相対比
10.97621
21
31
41
51
61
反射解像度: 2.1→59.66 Å / Num. all: 62734 / Num. obs: 62715 / % possible obs: 100 % / 冗長度: 41.2 % / Biso Wilson estimate: 49.1 Å2 / CC1/2: 1 / Rpim(I) all: 0.018 / Net I/σ(I): 18.7
反射 シェル解像度: 2.1→2.15 Å / 冗長度: 42.1 % / Mean I/σ(I) obs: 1.9 / Num. unique obs: 4676 / CC1/2: 0.892 / Rpim(I) all: 0.427 / % possible all: 100

-
解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
BUSTER2.11.8 (8-JUN-2022)精密化
DIALSデータ削減
Aimlessデータスケーリング
PHASER位相決定
精密化構造決定の手法: 分子置換 / 解像度: 2.1→59.66 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.931 / Cor.coef. Fo:Fc free: 0.925 / SU R Cruickshank DPI: 0.182 / 交差検証法: THROUGHOUT / SU R Blow DPI: 0.178 / SU Rfree Blow DPI: 0.157 / SU Rfree Cruickshank DPI: 0.16
Rfactor反射数%反射Selection details
Rfree0.238 3001 -RANDOM
Rwork0.2079 ---
obs0.2093 62715 100 %-
原子変位パラメータBiso mean: 61.79 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--22.1967 Å20 Å2-9.7979 Å2
2--6.9248 Å20 Å2
3---15.2719 Å2
Refine analyzeLuzzati coordinate error obs: 0.3 Å
精密化ステップサイクル: LAST / 解像度: 2.1→59.66 Å
タンパク質核酸リガンド溶媒全体
原子数5573 439 128 219 6359
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数Restraint functionWeight
X-RAY DIFFRACTIONt_bond_d0.0086381HARMONIC2
X-RAY DIFFRACTIONt_angle_deg0.898725HARMONIC2
X-RAY DIFFRACTIONt_dihedral_angle_d2171SINUSOIDAL2
X-RAY DIFFRACTIONt_gen_planes995HARMONIC5
X-RAY DIFFRACTIONt_it6381HARMONIC10
X-RAY DIFFRACTIONt_chiral_improper_torsion884SEMIHARMONIC5
X-RAY DIFFRACTIONt_ideal_dist_contact5188SEMIHARMONIC4
X-RAY DIFFRACTIONt_omega_torsion3.1
X-RAY DIFFRACTIONt_other_torsion17.16
LS精密化 シェル解像度: 2.1→2.11 Å
Rfactor反射数%反射
Rfree0.2784 62 -
Rwork0.3115 --
obs0.3098 1255 99.92 %

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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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