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- PDB-9ggl: Cryo-EM structure of KBTBD4 WT-HDAC2 2:1 complex mediated by mole... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9ggl
タイトルCryo-EM structure of KBTBD4 WT-HDAC2 2:1 complex mediated by molecular glue UM171
要素
  • Histone deacetylase 2
  • Isoform 1 of Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4
キーワードLIGASE / E3 ligase / deacetylase / ubiquitylation / transcription / molecular glue / complex
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of male mating behavior / protein de-2-hydroxyisobutyrylase activity / protein lysine delactylase activity / p75NTR negatively regulates cell cycle via SC1 / epidermal cell differentiation / negative regulation of dendritic spine development / histone decrotonylase activity / fungiform papilla formation / negative regulation of MHC class II biosynthetic process / behavioral response to ethanol ...positive regulation of male mating behavior / protein de-2-hydroxyisobutyrylase activity / protein lysine delactylase activity / p75NTR negatively regulates cell cycle via SC1 / epidermal cell differentiation / negative regulation of dendritic spine development / histone decrotonylase activity / fungiform papilla formation / negative regulation of MHC class II biosynthetic process / behavioral response to ethanol / positive regulation of interleukin-1 production / NuRD complex / regulation of cell fate specification / negative regulation of transcription by competitive promoter binding / EGR2 and SOX10-mediated initiation of Schwann cell myelination / negative regulation of stem cell population maintenance / histone H4K16 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / ESC/E(Z) complex / histone H4K5 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / histone H4K8 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / histone H3K4 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / histone H3K14 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / histone H4K12 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / histone deacetylase / regulation of stem cell differentiation / cellular response to dopamine / cardiac muscle hypertrophy / STAT3 nuclear events downstream of ALK signaling / histone H3K9 deacetylase activity, hydrolytic mechanism / response to caffeine / protein lysine deacetylase activity / 加水分解酵素; ペプチド以外のCN結合加水分解酵素; 鎖状アミドに作用 / embryonic digit morphogenesis / histone deacetylase activity / positive regulation of intracellular estrogen receptor signaling pathway / Notch-HLH transcription pathway / Sin3-type complex / eyelid development in camera-type eye / positive regulation of stem cell population maintenance / dendrite development / odontogenesis of dentin-containing tooth / response to amyloid-beta / positive regulation of proteolysis / RNA Polymerase I Transcription Initiation / histone deacetylase complex / positive regulation of oligodendrocyte differentiation / Regulation of MECP2 expression and activity / positive regulation of collagen biosynthetic process / hair follicle placode formation / response to hyperoxia / NF-kappaB binding / FOXO-mediated transcription of oxidative stress, metabolic and neuronal genes / progesterone receptor signaling pathway / positive regulation of epithelial to mesenchymal transition / Transcriptional regulation of brown and beige adipocyte differentiation by EBF2 / MECP2 regulates neuronal receptors and channels / cellular response to transforming growth factor beta stimulus / cellular response to retinoic acid / Regulation of TP53 Activity through Acetylation / heat shock protein binding / response to amphetamine / SUMOylation of chromatin organization proteins / negative regulation of cell migration / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / Regulation of PTEN gene transcription / Regulation of endogenous retroelements by KRAB-ZFP proteins / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / HDACs deacetylate histones / negative regulation of DNA-binding transcription factor activity / response to nicotine / promoter-specific chromatin binding / negative regulation of transforming growth factor beta receptor signaling pathway / circadian regulation of gene expression / response to cocaine / NoRC negatively regulates rRNA expression / protein modification process / NOTCH1 Intracellular Domain Regulates Transcription / cellular response to hydrogen peroxide / Constitutive Signaling by NOTCH1 PEST Domain Mutants / Constitutive Signaling by NOTCH1 HD+PEST Domain Mutants / histone deacetylase binding / positive regulation of tumor necrosis factor production / heterochromatin formation / negative regulation of neuron projection development / Factors involved in megakaryocyte development and platelet production / cellular response to heat / RNA polymerase II-specific DNA-binding transcription factor binding / response to lipopolysaccharide / histone binding / Potential therapeutics for SARS / chromosome, telomeric region / chromatin remodeling / response to xenobiotic stimulus / negative regulation of DNA-templated transcription / positive regulation of cell population proliferation / chromatin binding / negative regulation of apoptotic process / chromatin / positive regulation of DNA-templated transcription / enzyme binding
類似検索 - 分子機能
Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4 / KBTBD4, BTB/POZ domain / KBTBD4, BACK domain / Kelch repeat type 2 / Kelch motif / Histone deacetylase / BTB-kelch protein / BTB/Kelch-associated / BTB And C-terminal Kelch / BTB And C-terminal Kelch ...Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4 / KBTBD4, BTB/POZ domain / KBTBD4, BACK domain / Kelch repeat type 2 / Kelch motif / Histone deacetylase / BTB-kelch protein / BTB/Kelch-associated / BTB And C-terminal Kelch / BTB And C-terminal Kelch / Kelch-type beta propeller / : / Histone deacetylase family / Histone deacetylase domain / Histone deacetylase domain superfamily / Histone deacetylase domain / Ureohydrolase domain superfamily / BTB/POZ domain / BTB domain profile. / Broad-Complex, Tramtrack and Bric a brac / BTB/POZ domain / SKP1/BTB/POZ domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
: / Histone deacetylase 2 / Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4
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: 3.13 Å
データ登録者Chen, Z. / Chi, G. / Pike, A.C.W. / Montes, B. / Bullock, A.N.
資金援助 英国, スイス, 2件
組織認可番号国
Cancer Research UKDRCNPG-May21/100002 英国
Innovative Medicines Initiative875510 スイス
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Structural mimicry of UM171 and neomorphic cancer mutants co-opts E3 ligase KBTBD4 for HDAC1/2 recruitment.
著者: Zhuoyao Chen / Gamma Chi / Timea Balo / Xiangrong Chen / Beatriz Ralsi Montes / Steven C Clifford / Vincenzo D'Angiolella / Timea Szabo / Arpad Kiss / Tibor Novak / András Herner / András ...著者: Zhuoyao Chen / Gamma Chi / Timea Balo / Xiangrong Chen / Beatriz Ralsi Montes / Steven C Clifford / Vincenzo D'Angiolella / Timea Szabo / Arpad Kiss / Tibor Novak / András Herner / András Kotschy / Alex N Bullock /
要旨: Neomorphic mutations and drugs can elicit unanticipated effects that require mechanistic understanding to inform clinical practice. Recurrent indel mutations in the Kelch domain of the KBTBD4 E3 ...Neomorphic mutations and drugs can elicit unanticipated effects that require mechanistic understanding to inform clinical practice. Recurrent indel mutations in the Kelch domain of the KBTBD4 E3 ligase rewire epigenetic programs for stemness in medulloblastoma by recruiting LSD1-CoREST-HDAC1/2 complexes as neo-substrates for ubiquitination and degradation. UM171, an investigational drug for haematopoietic stem cell transplantation, was found to degrade LSD1-CoREST-HDAC1/2 complexes in a wild-type KBTBD4-dependent manner, suggesting a potential common mode of action. Here, we identify that these neomorphic interactions are mediated by the HDAC deacetylase domain. Cryo-EM studies of both wild-type and mutant KBTBD4 capture 2:1 and 2:2 KBTBD4-HDAC2 complexes, as well as a 2:1:1 KBTBD4-HDAC2-CoREST1 complex, at resolutions spanning 2.7 to 3.3 Å. The mutant and drug-induced complexes adopt similar structural assemblies requiring both Kelch domains in the KBTBD4 dimer for each HDAC2 interaction. UM171 is identified as a bona fide molecular glue binding across the ternary interface. Most strikingly, the indel mutation reshapes the same surface of KBTBD4 providing an example of a natural mimic of a molecular glue. Together, the structures provide mechanistic understanding of neomorphic KBTBD4, while structure-activity relationship (SAR) analysis of UM171 reveals analog S234984 as a more potent molecular glue for future studies.
履歴
登録2024年8月13日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年4月9日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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
B: Histone deacetylase 2
C: Isoform 1 of Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4
A: Isoform 1 of Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)172,3805
ポリマ－171,8613
非ポリマー5192
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
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 Histone deacetylase 2 / HD2 / Protein deacylase HDAC2


分子量: 55443.156 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: HDAC2 / 細胞株 (発現宿主): Expi293F / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
参照: UniProt: Q92769, histone deacetylase, 加水分解酵素; ペプチド以外のCN結合加水分解酵素; 鎖状アミドに作用
#2: タンパク質 Isoform 1 of Kelch repeat and BTB domain-containing protein 4 / BTB and kelch domain-containing protein 4


分子量: 58208.742 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: KBTBD4, BKLHD4 / 細胞株 (発現宿主): Expi293F / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q9NVX7
#3: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn
#4: 化合物 ChemComp-A1ACV / (1r,4r)-N~1~-[(7P)-2-benzyl-7-(2-methyl-2H-tetrazol-5-yl)-9H-pyrimido[4,5-b]indol-4-yl]cyclohexane-1,4-diamine


分子量: 453.542 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C25H27N9 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY
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: KBTBD4 WT-HDAC2 2:1 complex mediated by molecular glue UM171
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト) / 株: Expi293F
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMsodium ChlorideNaCl1
35 mMmagnesium dichlorideMgCl21
45 %glycerolC3H5(OH)31
50.5 mMTCEPC9H15O6P1
試料濃度: 0.4 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 R1.2/1.3
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: 277.15 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: FLOOD BEAM
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）: 3200 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / C2レンズ絞り径: 50 µm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 38 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: 12732
画像スキャン横: 5760 / 縦: 4092

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / カテゴリ: 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: 13588054
3次元再構成解像度: 3.13 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 264324 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 123.7 / プロトコル: FLEXIBLE FIT
詳細: Initial local fitting was done using Chimera. Then WinCoot and Phenix was used for model refinement and validation.
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
17ZZT

7zzt

17ZZT1PDBexperimental model
21AF-Q9N010-F12AlphaFoldin silico model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0079206
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.81612565
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d6.2471321
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0481475
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061597

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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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