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万見
- PDB-8vf4: CryoEM structure of Ku homodimer super-complex with hairpin DNA -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8vf4
タイトルCryoEM structure of Ku homodimer super-complex with hairpin DNA
要素
  • DNA (21-mer)
  • DNA (34-MER)
  • Non-homologous end joining protein Ku
キーワードDNA BINDING PROTEIN / NHEJ / DNA repair / Mycobacterium tuberculosis / DNA synapsis
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of ligase activity / DNA helicase complex / double-strand break repair via nonhomologous end joining / double-stranded DNA binding / DNA recombination / protein homodimerization activity
類似検索 - 分子機能
Non-homologous end joining protein Ku, prokaryotic type / Ku70/Ku80 beta-barrel domain / Ku70 and Ku80 are 70kDa and 80kDa subunits of the Lupus Ku autoantigen / Ku70/Ku80 beta-barrel domain / SPOC-like, C-terminal domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / Non-homologous end joining protein Ku
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
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: 4.1 Å
データ登録者Baral, J. / Rouiller, I. / Das, A.K.
資金援助 オーストラリア, インド, 2件
組織認可番号国
National Health and Medical Research Council (NHMRC, Australia)APP2000934 オーストラリア
Science and Engineering Research Board (SERB)CRG/2020/002622 インド
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2026
タイトル: Bringing the ends together: cryo-EM structures of mycobacterial Ku in complex with DNA define its role in NHEJ synapsis.
著者: Joydeep Baral / Ching-Seng Ang / Paul James McMillan / Kalyan Shobhana / Ayushi Saini / Elizabeth Hinde / Amit Kumar Das / Isabelle Rouiller /
要旨: Non-homologous end joining (NHEJ) is the sole pathway for repairing double-strand breaks in Mycobacterium tuberculosis during dormancy, relying on mycobacterial Ku (mKu) and ligase D, with mKu as the ...Non-homologous end joining (NHEJ) is the sole pathway for repairing double-strand breaks in Mycobacterium tuberculosis during dormancy, relying on mycobacterial Ku (mKu) and ligase D, with mKu as the rate-limiting factor. Despite its essential role, the lack of structural information on prokaryotic Ku has hindered understanding of the molecular mechanisms underlying bacterial two-component NHEJ machinery. Here, we present the first cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of mKu in DNA-bound and higher-order supercomplex forms, revealing a Ku-mediated DNA synapsis mechanism unique to prokaryotes. Integrating cryo-EM with hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry, we define key mKu-mKu dimerization, DNA-binding, and synapsis interactions essential for efficient NHEJ, bridging structure with function. Structure-guided in silico mutagenesis, coupled with electrophoretic mobility shift assays, identifies residues essential for DNA binding and synaptic assembly, which are crucial for NHEJ. Förster resonance energy transfer confirms DNA-dependent mKu oligomerization in solution, while live-cell imaging captures its spatiotemporal dynamics during double-stranded DNA break repair. These findings provide fundamental insights into the architecture and function of prokaryotic NHEJ, positioning mKu as a potential therapeutic target against tuberculosis and offering a framework for understanding DNA repair across bacterial species.
履歴
登録2023年12月21日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年12月10日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Additional map / Part number: 1 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Mask / Part number: 1 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月10日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12026年4月8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.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.12026年4月8日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _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: Non-homologous end joining protein Ku
B: Non-homologous end joining protein Ku
C: DNA (21-mer)
D: DNA (34-MER)
E: DNA (21-mer)
F: DNA (34-MER)
G: DNA (21-mer)
H: DNA (34-MER)
I: Non-homologous end joining protein Ku
J: Non-homologous end joining protein Ku
K: Non-homologous end joining protein Ku
L: Non-homologous end joining protein Ku


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)252,15512
ポリマ－252,15512
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, not applicable
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
Non-homologous end joining protein Ku / Mt-Ku


分子量: 33609.898 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: mku, Rv0937c / プラスミド: pET16b / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL-21 (DE3) / 参照: UniProt: P9WKD9
#2: DNA鎖 DNA (21-mer)


分子量: 6506.188 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: Obtained from PDB:1JEY / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 DNA (34-MER)


分子量: 10325.685 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
Has protein modificationY

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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: Ku homodimer from M.tubeculosis in complex with hairpin DNA
タイプ: COMPLEX
詳細: Protein: Ku homodimer was recombination purified DNA: Chemically Synthesized
Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5 / 詳細: 50mM HEPES, 150mM NaCl, 2mM TCEP
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
150 mMHEPES (4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid)1
2150 mMSodium chloride1
32 mMTris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride1
試料濃度: 0.17 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: C-flat-1.2/1.3
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

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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: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 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
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 40 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 6151

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ詳細
1cryoSPARC粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARCCTF補正
7UCSF ChimeraXモデルフィッティングRigid body fit
8PHENIXモデルフィッティングRigid body fit
10PHENIXモデル精密化
11Cootモデル精密化
12cryoSPARC初期オイラー角割当
13cryoSPARC最終オイラー角割当
14cryoSPARC分類
15cryoSPARC３次元再構成
CTF補正詳細: Peformed in CryoSPARC Patch CTF / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 5291688
対称性点対称性: C2 (2回回転対称)
3次元再構成解像度: 4.1 Å / 解像度の算出法: OTHER / 粒子像の数: 5291688 / アルゴリズム: FOURIER SPACE
詳細: Mean Resolution (3.4 A) as reported by ResMap. Median resolution: 3.8 A
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: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築Accession code: AF-P9WKD9-F1 / Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00313212
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.58218252
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d21.2312382
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0422025
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0042067

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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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