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万見
- PDB-9bh8: Human DNA polymerase theta helicase domain dimer bound to DNA in ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9bh8
タイトルHuman DNA polymerase theta helicase domain dimer bound to DNA in the microhomology searching conformation
要素
  • DNA polymerase theta
  • Stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhang
キーワードDNA BINDING PROTEIN / DNA repair / TMEJ / MMEJ
機能・相同性
機能・相同性情報


double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / HDR through MMEJ (alt-NHEJ) / single-stranded DNA helicase activity / replication fork processing / mitochondrial nucleoid / site of DNA damage / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / somatic hypermutation of immunoglobulin genes / error-prone translesion synthesis / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination ...double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / HDR through MMEJ (alt-NHEJ) / single-stranded DNA helicase activity / replication fork processing / mitochondrial nucleoid / site of DNA damage / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / somatic hypermutation of immunoglobulin genes / error-prone translesion synthesis / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / RNA-directed DNA polymerase activity / DNA helicase activity / base-excision repair / protein homooligomerization / RNA-directed DNA polymerase / double-strand break repair / site of double-strand break / DNA helicase / DNA-directed DNA polymerase / damaged DNA binding / DNA-directed DNA polymerase activity / DNA repair / DNA damage response / chromatin binding / magnesium ion binding / Golgi apparatus / ATP hydrolysis activity / nucleoplasm / ATP binding / identical protein binding / nucleus / cytosol
類似検索 - 分子機能
: / DNA_pol_Q helicase like region helical domain / DNA polymerase theta-like, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / DNA polymerase A / DNA polymerase family A / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site / DNA polymerase family A signature. / DNA-directed DNA polymerase, family A, palm domain / DNA polymerase A domain ...: / DNA_pol_Q helicase like region helical domain / DNA polymerase theta-like, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / DNA polymerase A / DNA polymerase family A / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site / DNA polymerase family A signature. / DNA-directed DNA polymerase, family A, palm domain / DNA polymerase A domain / DEAD/DEAH box helicase domain / DEAD/DEAH box helicase / Helicase conserved C-terminal domain / helicase superfamily c-terminal domain / Superfamilies 1 and 2 helicase C-terminal domain profile. / Superfamilies 1 and 2 helicase ATP-binding type-1 domain profile. / DEAD-like helicases superfamily / Helicase, C-terminal / Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain / Ribonuclease H superfamily / Ribonuclease H-like superfamily / DNA/RNA polymerase superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA polymerase theta
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: 3.6 Å
データ登録者Zerio, C.J. / Lander, G.C.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)F32CA288144 米国
National Institutes of Health/National Center for Research Resources (NIH/NCRR)S10OD032467 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2025
タイトル: Human polymerase θ helicase positions DNA microhomologies for double-strand break repair.
著者: Christopher J Zerio / Yonghong Bai / Brian A Sosa-Alvarado / Timothy Guzi / Gabriel C Lander /
要旨: DNA double-strand breaks occur daily in all human cells and must be repaired with high fidelity to minimize genomic instability. Deficiencies in high-fidelity DNA repair by homologous recombination ...DNA double-strand breaks occur daily in all human cells and must be repaired with high fidelity to minimize genomic instability. Deficiencies in high-fidelity DNA repair by homologous recombination lead to dependence on DNA polymerase θ, which identifies DNA microhomologies in 3' single-stranded DNA overhangs and anneals them to initiate error-prone double-strand break repair. The resulting genomic instability is associated with numerous cancers, thereby making this polymerase an attractive therapeutic target. However, despite the biomedical importance of polymerase θ, the molecular details of how it initiates DNA break repair remain unclear. Here, we present cryo-electron microscopy structures of the polymerase θ helicase domain bound to microhomology-containing DNA, revealing DNA-induced rearrangements of the helicase that enable DNA repair. Our structures show that DNA-bound helicase dimers facilitate a microhomology search that positions 3' single-stranded DNA ends in proximity to align complementary bases and anneal DNA microhomology. We characterize the molecular determinants that enable the helicase domain of polymerase θ to identify and pair DNA microhomologies to initiate mutagenic DNA repair, thereby providing insight into potentially targetable interactions for therapeutic interventions.
履歴
登録2024年4月19日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年5月1日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年3月12日Group: Data collection / Database references / Structure summary
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / em_admin / pdbx_entry_details
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.22025年6月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _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 polymerase theta
B: DNA polymerase theta
X: Stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhang
Y: Stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhang


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)233,8714
ポリマ－233,8714
非ポリマー00
水00
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: 電子顕微鏡法, not applicable, native gel electrophoresis, We used native PAGE to confirm protein binding to DNA
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質 DNA polymerase theta / DNA polymerase eta


分子量: 99671.344 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: POLQ, POLH / プラスミド: pET-Duet-1 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): Rosetta
参照: UniProt: O75417, DNA helicase, DNA-directed DNA polymerase, RNA-directed DNA polymerase
#2: DNA鎖 Stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhang


分子量: 17264.012 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
Has protein modificationN

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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
1Human DNA polymerase theta helicase domain bound to stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhangCOMPLEXall0RECOMBINANT
2Human DNA polymerase theta helicase domainCOMPLEX#11RECOMBINANT
3Stem-loop DNA with microhomology in the 3' overhangCOMPLEX#21NATURAL
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
110.22 MDaNO
210.2 MDaNO
310.02 MDaNO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Homo sapiens (ヒト)9606
32Homo sapiens (ヒト)9606
43Homo sapiens (ヒト)9606
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株プラスミド
21Escherichia coli (大腸菌)562Rosetta(DE3)pET-Duet-1
32Escherichia coli (大腸菌)562Rosetta(DE3)pET-Duet-1
43Escherichia coli (大腸菌)562Rosetta(DE3)pET-Duet-1
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
110 mMHepes-NaOH1
2100 mMSodium chlorideNaCl1
30.5 mMTCEP1
試料濃度: 1.25 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: We added 2X pre-annealed DNA to the protein, lowered the NaCl concentration to 100 mM, and purified the DNA-bound complex by SEC.
試料支持詳細: Grids were glow discharged under vacuum for 30 s at 15 mA in a Pelco easiGlow 91000 Glow Discharge Cleaning System.
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: HOMEMADE PLUNGER / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K
詳細: 3 microliters of sample was applied to the surface of the grid, blotted with Whatman 1 filter paper until 2 seconds after the liquid spot on the filter paper stopped spreading, and the grid ...詳細: 3 microliters of sample was applied to the surface of the grid, blotted with Whatman 1 filter paper until 2 seconds after the liquid spot on the filter paper stopped spreading, and the grid was plunged into a liquid ethane bath cooled by liquid nitrogen.

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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 / 倍率（公称値）: 105000 X / 倍率（補正後）: 60024 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Calibrated defocus min: 300 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2500 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 150 µm / 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: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 77 K / 最低温度: 70 K
撮影平均露光時間: 1.4 sec. / 電子線照射量: 50 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: 12440
電子光学装置エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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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詳細
1cryoSPARC4.3粒子像選択Live template picker
2Leginon3.6画像取得
4cryoSPARC4.3CTF補正Live Patch CTF
7UCSF ChimeraX1.6.1モデルフィッティング
8ISOLDE1.6.0モデルフィッティングflexible local modeling
10cryoSPARC4.3初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.3最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.3分類
13cryoSPARC4.3３次元再構成
14PHENIX1.20.1モデル精密化rigid real-space 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: 5424691
対称性点対称性: C1 (非対称)
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: 102983 / アルゴリズム: FOURIER SPACE
詳細: Non-uniform refinement and local filtering by resolution
対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 69.39 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: Cross-correlation coefficient
詳細: We modeled DNA bases into sharpened density when possible. We modeled the DNA backbone into locally filtered density in low resolution areas.
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB-IDPDB chain-IDAccession codeChain-IDChain residue range詳細Initial refinement model-IDPdb chain residue range
15A9J

5a9j

A5A9JA67-892Protein167-892
22P6R

2p6r

X2P6RX6-19DNA26-19

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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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