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- PDB-9of0: Cryo-EM Structure of Human HIF-2a-ARNT Complexed on 20-bp HRE -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9of0
タイトルCryo-EM Structure of Human HIF-2a-ARNT Complexed on 20-bp HRE
要素
  • 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Forward)
  • 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Reverse)
  • Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator
  • Endothelial PAS domain-containing protein 1
キーワードDNA BINDING PROTEIN / Hypoxia / Complex / DNA / HRE / Nucleus / Transcription / Cancer
機能・相同性
機能・相同性情報


myoblast fate commitment / nuclear aryl hydrocarbon receptor complex / Aryl hydrocarbon receptor signalling / positive regulation of hormone biosynthetic process / aryl hydrocarbon receptor complex / Cellular response to hypoxia / Transcriptional regulation of pluripotent stem cells / regulation of protein neddylation / PTK6 Expression / positive regulation of protein sumoylation ...myoblast fate commitment / nuclear aryl hydrocarbon receptor complex / Aryl hydrocarbon receptor signalling / positive regulation of hormone biosynthetic process / aryl hydrocarbon receptor complex / Cellular response to hypoxia / Transcriptional regulation of pluripotent stem cells / regulation of protein neddylation / PTK6 Expression / positive regulation of protein sumoylation / norepinephrine metabolic process / Xenobiotics / surfactant homeostasis / Phase I - Functionalization of compounds / positive regulation of vascular endothelial growth factor receptor signaling pathway / epithelial cell maturation / Regulation of gene expression by Hypoxia-inducible Factor / aryl hydrocarbon receptor binding / blood vessel remodeling / positive regulation of vascular endothelial growth factor production / Endogenous sterols / embryonic placenta development / cis-regulatory region sequence-specific DNA binding / positive regulation of endothelial cell proliferation / NPAS4 regulates expression of target genes / visual perception / regulation of heart rate / Pexophagy / erythrocyte differentiation / positive regulation of erythrocyte differentiation / positive regulation of glycolytic process / RNA polymerase II transcription regulatory region sequence-specific DNA binding / mitochondrion organization / lung development / mRNA transcription by RNA polymerase II / transcription coactivator binding / PPARA activates gene expression / Oxygen-dependent proline hydroxylation of Hypoxia-inducible Factor Alpha / multicellular organismal-level iron ion homeostasis / negative regulation of inflammatory response / RNA polymerase II transcription regulator complex / nuclear receptor activity / sequence-specific double-stranded DNA binding / Neddylation / positive regulation of cold-induced thermogenesis / DNA-binding transcription activator activity, RNA polymerase II-specific / cellular response to oxidative stress / angiogenesis / cellular response to hypoxia / transcription regulator complex / RNA polymerase II-specific DNA-binding transcription factor binding / response to oxidative stress / sequence-specific DNA binding / cell differentiation / DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific / response to hypoxia / nuclear speck / nuclear body / RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding / protein heterodimerization activity / DNA-binding transcription factor activity / regulation of transcription by RNA polymerase II / chromatin / signal transduction / protein homodimerization activity / positive regulation of transcription by RNA polymerase II / nucleoplasm / nucleus / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
HIF-1 alpha, transactivation domain, C-terminal / HIF-1 alpha C terminal transactivation domain / : / Hypoxia-inducible factor 1-alpha bHLH domain / Hypoxia-inducible factor, alpha subunit-like / Hypoxia-inducible factor-1 / Nuclear translocator / Helix-loop-helix DNA-binding domain / PAC motif / Motif C-terminal to PAS motifs (likely to contribute to PAS structural domain) ...HIF-1 alpha, transactivation domain, C-terminal / HIF-1 alpha C terminal transactivation domain / : / Hypoxia-inducible factor 1-alpha bHLH domain / Hypoxia-inducible factor, alpha subunit-like / Hypoxia-inducible factor-1 / 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 / 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 / PAS fold / PAS fold / PAS domain / PAS repeat profile. / PAS domain / PAS domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator / Endothelial PAS domain-containing protein 1
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: 3.6 Å
データ登録者Xu, X. / Closson, J.D. / Zhang, M. / Gardner, K.H.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)U54 CA132378 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)U54 C137788 米国
The G. Harold and Leila Y. Mathers FoundationMF-2112-02288 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2025
タイトル: Context-Dependent Variability Of HIF Heterodimers Influences Interactions With Macromolecular And Small Molecule Partners.
著者: Joseph D Closson / Xingjian Xu / Meiling Zhang / Tarsisius T Tiyani / Leandro Pimentel Marcelino / Eta A Isiorho / Jason S Nagati / Joseph A Garcia / Kevin H Gardner
要旨: Hypoxia inducible factors (HIFs) are transcription factors that coordinate cellular responses to low oxygen levels, functioning as an α/β heterodimer which binds a short hypoxia response element ...Hypoxia inducible factors (HIFs) are transcription factors that coordinate cellular responses to low oxygen levels, functioning as an α/β heterodimer which binds a short hypoxia response element (HRE) DNA sequence. Prior studies suggest HIF/HRE complexes are augmented by the binding of additional factors nearby, but those interactions are not well understood. Here, we integrated structural and biochemical approaches to investigate several functionally relevant HIF assemblies with other protein, small molecule, and DNA partners. First, we used cryo-electron microscopy (cryo-EM) to establish HIF-1 and HIF-2 form novel "dimer-of-heterodimers" (DoHD) complexes on extended human EPO enhancer sequences, showing that one heterodimer bound at a canonical HRE site with the second binding in an inverted fashion to an HRE-adjacent sequence (HAS) 8 bp away. Consistent with ARNT PAS-B domains predominating interactions within a DoHD, we found HIF-1 and HIF-2 assemble mixed DoHD complexes on the same DNA. Second, we saw substantial variability among ligands for isolated ARNT or HIF-2α PAS-B domains to bind larger complexes: for example, the ARNT PAS-B binding KG-548 and KG-279 ligands both bound the simpler HIF-2 heterodimer but exhibited differential binding to a HIF-2 DoHD. Finally, we combined cryo-EM and hydrogen-deuterium exchange by mass spectrometry (HDX-MS) to show how HIF-1 and HIF-2 heterodimers engage the transforming acidic coiled-coil containing protein 3 (TACC3) coactivator via both ARNT and HIF-α subunits, though this was unseen in the larger DoHD. Our findings highlight the importance of both molecular context and dynamics in biomolecular complex formation, adding to the complexities of potential regulation.
SIGNIFICANCE STATEMENT: Hypoxia inducible factors (HIFs) are transcription factors that regulate oxygen-dependent cellular processes with implications in certain types of cancers. Current molecular ...SIGNIFICANCE STATEMENT: Hypoxia inducible factors (HIFs) are transcription factors that regulate oxygen-dependent cellular processes with implications in certain types of cancers. Current molecular structures of HIFs bound to short DNA fragments provide insights into their function, but leave open questions about how they bind longer natural DNA fragments and interact with small molecules and protein coactivators. Integrating structural and biochemical techniques, we discovered a novel assembly in which two HIFs bind together on a single extended DNA fragment, forming a "dimer-of-heterodimers", and ascertained how structural differences arising from higher-ordered complex formation affect ligand and coactivator binding. Our studies highlight how functional contexts can shift structural paradigms and provide greater insight into the mechanisms by which HIFs and similar transcription factors operate.
履歴
登録2025年4月29日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年6月11日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年6月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _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: Endothelial PAS domain-containing protein 1
B: Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator
C: 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Forward)
D: 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Reverse)


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)98,6374
ポリマ－98,6374
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
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 Endothelial PAS domain-containing protein 1 / EPAS-1 / Basic-helix-loop-helix-PAS protein MOP2 / Class E basic helix-loop-helix protein 73 / ...EPAS-1 / Basic-helix-loop-helix-PAS protein MOP2 / Class E basic helix-loop-helix protein 73 / bHLHe73 / HIF-1-alpha-like factor / HLF / Hypoxia-inducible factor 2-alpha / HIF-2-alpha / HIF2-alpha / Member of PAS protein 2 / PAS domain-containing protein 2


分子量: 42684.453 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: EPAS1, BHLHE73, HIF2A, MOP2, PASD2 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): LAC / 参照: UniProt: Q99814
#2: タンパク質 Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator / ARNT protein / Class E basic helix-loop-helix protein 2 / bHLHe2 / Dioxin receptor / nuclear ...ARNT protein / Class E basic helix-loop-helix protein 2 / bHLHe2 / Dioxin receptor / nuclear translocator / Hypoxia-inducible factor 1-beta / HIF-1-beta / HIF1-beta


分子量: 43061.820 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: ARNT, BHLHE2 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P27540
#3: DNA鎖 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Forward)


分子量: 6527.181 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Homo sapiens (ヒト)
#4: DNA鎖 20-nt Hypoxia Response Element DNA (Reverse)


分子量: 6363.116 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Homo sapiens (ヒト)
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

構成要素名称: Hypoxia inducible factor 2-alpha and aryl hydrocarbon nuclear translocator complexed on hypoxia response element DNA
タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.1025 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.4 / 詳細: 50mM HEPES, 150mM NaCl, 5mM MgCl2
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
150 mM2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acidC8H18N2O4S1
2150 mMSodium ChlorideNaCl1
35 mMMagnesium ChlorideMgCl21
試料濃度: 4.25 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: GOLD / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK II / 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: TFS 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）: 4000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 300 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 54.68 e/Å2 / 検出モード: COUNTING / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 13373

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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
1Warp1.0.9粒子像選択
2Leginon3.7画像取得
4Warp1.0.9CTF補正
7UCSF ChimeraX1.9モデルフィッティング
11cryoSPARC4.7.0分類
12cryoSPARC4.7.0３次元再構成
13PHENIX1.20.1_4487:モデル精密化
14Coot0.9.1.1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: 1976413
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: 262466 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0036856
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.5389433
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d20.7951203
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0381044
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041077

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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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