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- PDB-8osk: Cryo-EM structure of CLOCK-BMAL1 bound to a nucleosomal E-box at ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8osk
タイトルCryo-EM structure of CLOCK-BMAL1 bound to a nucleosomal E-box at position SHL+5.8 (composite map)
要素
  • (DNA (124-MER)) x 2
  • Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1
  • Circadian locomoter output cycles protein kaput
  • Histone H2A type 1-B/E
  • Histone H2B type 1-J
  • Histone H3.1
  • Histone H4
キーワードGENE REGULATION / E-box / transcription factor / circadian clock
機能・相同性
機能・相同性情報


CLOCK-BMAL transcription complex / positive regulation of skeletal muscle cell differentiation / regulation of hair cycle / positive regulation of protein acetylation / NPAS4 regulates expression of target genes / maternal process involved in parturition / negative regulation of nuclear receptor-mediated glucocorticoid signaling pathway / regulation of type B pancreatic cell development / bHLH transcription factor binding / regulation of cellular senescence ...CLOCK-BMAL transcription complex / positive regulation of skeletal muscle cell differentiation / regulation of hair cycle / positive regulation of protein acetylation / NPAS4 regulates expression of target genes / maternal process involved in parturition / negative regulation of nuclear receptor-mediated glucocorticoid signaling pathway / regulation of type B pancreatic cell development / bHLH transcription factor binding / regulation of cellular senescence / chromatoid body / positive regulation of circadian rhythm / oxidative stress-induced premature senescence / negative regulation of TOR signaling / negative regulation of cold-induced thermogenesis / response to redox state / protein acetylation / negative regulation of fat cell differentiation / regulation of protein catabolic process / E-box binding / negative regulation of tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / regulation of neurogenesis / histone acetyltransferase activity / negative regulation of megakaryocyte differentiation / histone acetyltransferase / protein localization to CENP-A containing chromatin / energy homeostasis / Chromatin modifying enzymes / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / Packaging Of Telomere Ends / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / regulation of insulin secretion / telomere organization / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / Interleukin-7 signaling / RNA Polymerase I Promoter Opening / epigenetic regulation of gene expression / Inhibition of DNA recombination at telomere / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / Meiotic synapsis / DNA damage checkpoint signaling / SUMOylation of chromatin organization proteins / Regulation of endogenous retroelements by the Human Silencing Hub (HUSH) complex / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / HCMV Late Events / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / PRC2 methylates histones and DNA / innate immune response in mucosa / cellular response to ionizing radiation / Regulation of endogenous retroelements by KRAB-ZFP proteins / Defective pyroptosis / transcription coregulator activity / HDACs deacetylate histones / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / circadian regulation of gene expression / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / RNA Polymerase I Promoter Escape / lipopolysaccharide binding / Transcriptional regulation by small RNAs / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / : / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / circadian rhythm / HDMs demethylate histones / G2/M DNA damage checkpoint / regulation of circadian rhythm / PML body / NoRC negatively regulates rRNA expression / chromatin DNA binding / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / PKMTs methylate histone lysines / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / autophagy / Pre-NOTCH Transcription and Translation / Meiotic recombination / Metalloprotease DUBs / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / RMTs methylate histone arginines / Transcriptional regulation of granulopoiesis / protein import into nucleus / HCMV Early Events / positive regulation of inflammatory response / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / structural constituent of chromatin / UCH proteinases / antibacterial humoral response / positive regulation of canonical Wnt signaling pathway / heterochromatin formation / nucleosome / nucleosome assembly / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / Recruitment and ATM-mediated phosphorylation of repair and signaling proteins at DNA double strand breaks
類似検索 - 分子機能
: / : / Nuclear translocator / Helix-loop-helix DNA-binding domain / PAC motif / Motif C-terminal to PAS motifs (likely to contribute to PAS structural domain) / PAS domain / PAS domain / helix loop helix domain / Myc-type, basic helix-loop-helix (bHLH) domain ...: / : / Nuclear translocator / Helix-loop-helix DNA-binding domain / PAC motif / Motif C-terminal to PAS motifs (likely to contribute to PAS structural domain) / PAS domain / PAS domain / helix loop helix domain / Myc-type, basic helix-loop-helix (bHLH) domain / Myc-type, basic helix-loop-helix (bHLH) domain profile. / Helix-loop-helix DNA-binding domain superfamily / Beta-Lactamase / PAS fold / PAS fold / PAS domain / PAS repeat profile. / PAS domain / PAS domain superfamily / : / Histone H2B signature. / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / Histone 2A / Histone H2A / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / Histone H3 signature 1. / Histone H3 signature 2. / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 domain / Histone-fold / 2-Layer Sandwich / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Circadian locomoter output cycles protein kaput / Histone H2A type 1-B/E / Histone H2B type 1-J / Histone H4 / Histone H3.1 / Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 3.6 Å
データ登録者Stoos, L. / Michael, A.K. / Kempf, G. / Cavadini, S. / Thoma, N.H.
資金援助European Union, フランス, 2件
組織認可番号国
European Research Council (ERC)884331European Union
Human Frontier Science Program (HFSP)LT000646/2018-L5 フランス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Cooperation between bHLH transcription factors and histones for DNA access.
著者: Alicia K Michael / Lisa Stoos / Priya Crosby / Nikolas Eggers / Xinyu Y Nie / Kristina Makasheva / Martina Minnich / Kelly L Healy / Joscha Weiss / Georg Kempf / Simone Cavadini / Lukas Kater ...著者: Alicia K Michael / Lisa Stoos / Priya Crosby / Nikolas Eggers / Xinyu Y Nie / Kristina Makasheva / Martina Minnich / Kelly L Healy / Joscha Weiss / Georg Kempf / Simone Cavadini / Lukas Kater / Jan Seebacher / Luca Vecchia / Deyasini Chakraborty / Luke Isbel / Ralph S Grand / Florian Andersch / Jennifer L Fribourgh / Dirk Schübeler / Johannes Zuber / Andrew C Liu / Peter B Becker / Beat Fierz / Carrie L Partch / Jerome S Menet / Nicolas H Thomä /
要旨: The basic helix-loop-helix (bHLH) family of transcription factors recognizes DNA motifs known as E-boxes (CANNTG) and includes 108 members. Here we investigate how chromatinized E-boxes are engaged ...The basic helix-loop-helix (bHLH) family of transcription factors recognizes DNA motifs known as E-boxes (CANNTG) and includes 108 members. Here we investigate how chromatinized E-boxes are engaged by two structurally diverse bHLH proteins: the proto-oncogene MYC-MAX and the circadian transcription factor CLOCK-BMAL1 (refs. ). Both transcription factors bind to E-boxes preferentially near the nucleosomal entry-exit sites. Structural studies with engineered or native nucleosome sequences show that MYC-MAX or CLOCK-BMAL1 triggers the release of DNA from histones to gain access. Atop the H2A-H2B acidic patch, the CLOCK-BMAL1 Per-Arnt-Sim (PAS) dimerization domains engage the histone octamer disc. Binding of tandem E-boxes at endogenous DNA sequences occurs through direct interactions between two CLOCK-BMAL1 protomers and histones and is important for circadian cycling. At internal E-boxes, the MYC-MAX leucine zipper can also interact with histones H2B and H3, and its binding is indirectly enhanced by OCT4 elsewhere on the nucleosome. The nucleosomal E-box position and the type of bHLH dimerization domain jointly determine the histone contact, the affinity and the degree of competition and cooperativity with other nucleosome-bound factors.
履歴
登録2023年4月19日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02023年5月24日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年6月28日Group: Database references / Structure summary / カテゴリ: citation / citation_author / struct
Item: _citation.title / _citation_author.name / _struct.title
改定 1.22023年7月12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.title / _citation.year
改定 1.32023年7月19日Group: Database references / カテゴリ: citation / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.42023年7月26日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.52024年7月24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.initial_refinement_model_id / _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: Histone H3.1
B: Histone H4
C: Histone H2A type 1-B/E
D: Histone H2B type 1-J
E: Histone H3.1
F: Histone H4
G: Histone H2A type 1-B/E
H: Histone H2B type 1-J
I: DNA (124-MER)
J: DNA (124-MER)
M: Circadian locomoter output cycles protein kaput
N: Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)293,91312
ポリマ－293,91312
非ポリマー00
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
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 6種, 10分子 AEBFCGDHMN

#1: タンパク質 Histone H3.1 / Histone H3/a / Histone H3/b / Histone H3/c / Histone H3/d / Histone H3/f / Histone H3/h / Histone ...Histone H3/a / Histone H3/b / Histone H3/c / Histone H3/d / Histone H3/f / Histone H3/h / Histone H3/i / Histone H3/j / Histone H3/k / Histone H3/l


分子量: 15719.445 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: HIST1H3A, H3FA, HIST1H3B, H3FL, HIST1H3C, H3FC, HIST1H3D, H3FB, HIST1H3E, H3FD, HIST1H3F, H3FI, HIST1H3G, H3FH, HIST1H3H, H3FK, HIST1H3I, H3FF, HIST1H3J, H3FJ
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P68431
#2: タンパク質 Histone H4


分子量: 11676.703 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, ...遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, H4/E, H4FE, HIST1H4K, H4/D, H4FD, HIST1H4L, H4/K, H4FK, HIST2H4A, H4/N, H4F2, H4FN, HIST2H4, HIST2H4B, H4/O, H4FO, HIST4H4
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P62805
#3: タンパク質 Histone H2A type 1-B/E / Histone H2A.2 / Histone H2A/a / Histone H2A/m


分子量: 14447.825 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HIST1H2AB, H2AFM, HIST1H2AE, H2AFA / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P04908
#4: タンパク質 Histone H2B type 1-J / Histone H2B.1 / Histone H2B.r / H2B/r


分子量: 14088.336 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HIST1H2BJ, H2BFR / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P06899
#7: タンパク質 Circadian locomoter output cycles protein kaput / mCLOCK


分子量: 43768.355 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Clock
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: O08785, histone acetyltransferase
#8: タンパク質 Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1 / Arnt3 / Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like protein 1 / Brain and muscle ARNT-like 1


分子量: 43821.207 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Bmal1, Arntl
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: Q9WTL8

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DNA鎖 , 2種, 2分子 IJ

#5: DNA鎖 DNA (124-MER)


分子量: 46975.910 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#6: DNA鎖 DNA (124-MER)


分子量: 47483.238 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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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
1CLOCK-BMAL1 bound to a nucleosome SHL+5.8COMPLEXall0MULTIPLE SOURCES
2Nucleosomal core particleCOMPLEX#1-#61MULTIPLE SOURCES
3Histone octamerCOMPLEX#1-#42RECOMBINANT
4Nucleosomal DNACOMPLEX#5-#62RECOMBINANT
5CLOCK-BMAL1 heterodimerCOMPLEX#7-#81RECOMBINANT
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
33Homo sapiens (ヒト)9606
44synthetic construct (人工物)32630
55Mus musculus (ハツカネズミ)10090
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
33Escherichia coli (大腸菌)562
44synthetic construct (人工物)32630
55Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)7108
緩衝液pH: 7.2
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
7ISOLDEモデルフィッティング
8Cootモデルフィッティング
20RosettaEMモデル精密化
21PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 25483 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
14H10

4h10

14H101PDBexperimental model
24F3L

4f3l

14F3L2PDBexperimental model

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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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