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万見
- PDB-9y4f: Strand displacement state IV of Human mitochondrial DNA polymeras... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9y4f
タイトルStrand displacement state IV of Human mitochondrial DNA polymerase gamma ternary complex
要素
  • DNA (77-MER)
  • DNA polymerase subunit gamma-1
  • DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial
キーワードTRANSFERASE/DNA / DNA polymerase gamma / strand displacement / mitochondria / TRANSFERASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


gamma DNA polymerase complex / positive regulation of DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial chromosome / Strand-asynchronous mitochondrial DNA replication / mitochondrial DNA replication / DNA replication proofreading / single-stranded DNA 3'-5' DNA exonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA metabolic process / DNA polymerase processivity factor activity ...gamma DNA polymerase complex / positive regulation of DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial chromosome / Strand-asynchronous mitochondrial DNA replication / mitochondrial DNA replication / DNA replication proofreading / single-stranded DNA 3'-5' DNA exonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA metabolic process / DNA polymerase processivity factor activity / 付加脱離酵素（リアーゼ）; 炭素-酸素リアーゼ類; その他の炭素-酸素リアーゼ / mitochondrial nucleoid / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / base-excision repair, gap-filling / DNA polymerase binding / 3'-5' exonuclease activity / mitochondrion organization / Transcriptional activation of mitochondrial biogenesis / base-excision repair / DNA-templated DNA replication / protease binding / double-stranded DNA binding / DNA-directed DNA polymerase / in utero embryonic development / DNA-directed DNA polymerase activity / mitochondrial matrix / chromatin binding / protein-containing complex / mitochondrion / DNA binding / identical protein binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
DNA-directed DNA-polymerase, family A, mitochondria / DNA mitochondrial polymerase, exonuclease domain / POLG2, C-terminal / : / DNA mitochondrial polymerase exonuclease domain / Glycyl-tRNA synthetase/DNA polymerase subunit gamma-2 / Anticodon-binding / Anticodon binding domain / Anticodon-binding domain superfamily / DNA-directed DNA polymerase, family A, conserved site ...DNA-directed DNA-polymerase, family A, mitochondria / DNA mitochondrial polymerase, exonuclease domain / POLG2, C-terminal / : / DNA mitochondrial polymerase exonuclease domain / Glycyl-tRNA synthetase/DNA polymerase subunit gamma-2 / Anticodon-binding / Anticodon binding domain / Anticodon-binding domain superfamily / 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 / Class II Aminoacyl-tRNA synthetase/Biotinyl protein ligase (BPL) and lipoyl protein ligase (LPL) / Ribonuclease H-like superfamily / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE / DNA / DNA (> 10) / DNA polymerase subunit gamma-1 / DNA polymerase subunit gamma-2
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: 2.62 Å
データ登録者Park, J. / Yin, Y.W.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID) 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS) 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2026
タイトル: Pol γ possesses separate metal binding sites for polymerase and strand displacement functions.
要旨: Accurate replication of mitochondrial genome (mtDNA) integrity, which is essential for cellular metabolism and energy supply, relies primarily on DNA polymerase gamma (Pol γ), Twinkle helicase, and ...Accurate replication of mitochondrial genome (mtDNA) integrity, which is essential for cellular metabolism and energy supply, relies primarily on DNA polymerase gamma (Pol γ), Twinkle helicase, and mitochondrial single-stranded DNA binding protein (mtSSB). Twinkle alone exhibits little helicase activity while reports indicate that Pol γ displays from modest to limited unwinding activity. This led us to dissect Pol γ strand displacement activity using structural, biochemical and in silico approaches. Here, we show that human Pol γ carries out robust strand displacement synthesis at physiological concentrations of divalent metal ions which reveals that distinct metal-binding sites can independently regulate DNA synthesis and unwinding activities. We further showed that Pol γ can displace RNA/DNA hybrid with comparable efficiency as DNA/DNA duplex, representing a key implication on RNA primer removal to preserve mtDNA integrity. Our cryo-electron microscopy structures of Pol γ complexed with a template containing downstream dsDNA and an incoming nucleotide revealed the structural mechanism for the strand displacement activity. We identified four conformational states that represent successive stages of DNA unwinding, accompanied by coordinated rearrangement of the downstream DNA and Pol γ elements that mediate strand displacement. This work establishes biochemical and structural mechanisms of Pol γ strand displacement activity, providing fundamental insight into human mitochondrial DNA replication and integrity.
履歴
登録2025年9月3日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02026年2月18日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月18日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 2.02026年4月1日Group: Atomic model / Author supporting evidence ...Atomic model / Author supporting evidence / Data collection / Derived calculations / Non-polymer description / Polymer sequence / Structure summary
カテゴリ: atom_site / chem_comp ...atom_site / chem_comp / chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / em_software / entity / entity_poly / entity_poly_seq / ndb_struct_na_base_pair / ndb_struct_na_base_pair_step / pdbx_contact_author / pdbx_entity_instance_feature / pdbx_poly_seq_scheme / pdbx_struct_assembly / pdbx_struct_conn_angle / pdbx_struct_oper_list / pdbx_struct_sheet_hbond / pdbx_validate_rmsd_angle / pdbx_validate_torsion / struct_conf / struct_conn / struct_conn_type / struct_sheet / struct_sheet_order / struct_sheet_range
Item: _chem_comp.formula / _chem_comp.formula_weight ..._chem_comp.formula / _chem_comp.formula_weight / _chem_comp.id / _chem_comp.mon_nstd_flag / _chem_comp.name / _chem_comp.type / _em_admin.last_update / _entity.formula_weight / _entity.pdbx_description / _entity_poly.nstd_monomer / _entity_poly.pdbx_seq_one_letter_code / _entity_poly_seq.mon_id / _pdbx_poly_seq_scheme.auth_mon_id / _pdbx_poly_seq_scheme.mon_id / _pdbx_poly_seq_scheme.pdb_mon_id / _pdbx_struct_assembly.details / _pdbx_struct_conn_angle.ptnr1_label_atom_id / _pdbx_struct_conn_angle.value / _pdbx_struct_oper_list.symmetry_operation / _struct_sheet.number_strands
解説: Ligand identity / Provider: author / タイプ: Coordinate replacement
改定 1.12026年4月1日Data content type: EM metadata
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Group: Data processing / Experimental summary ...Data processing / Experimental summary / Other / Structure summary
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
カテゴリ: em_admin / em_software ...em_admin / em_software / entity / entity_poly
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _chem_comp.name / _em_admin.last_update ..._chem_comp.name / _em_admin.last_update / _entity.formula_weight / _entity.pdbx_description / _entity_poly.nstd_monomer / _entity_poly.pdbx_seq_one_letter_code

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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 subunit gamma-1
B: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial
C: DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial
D: DNA (77-MER)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)273,9336
ポリマ－273,4024
非ポリマー5312
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 DNA polymerase subunit gamma-1 / Mitochondrial DNA polymerase catalytic subunit / PolG-alpha


分子量: 139628.672 Da / 分子数: 1 / 変異: D198A, E200A / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: POLG, MDP1, POLG1, POLGA
発現宿主: Insect cell expression vector pTIE1 (その他)
参照: UniProt: P54098, DNA-directed DNA polymerase
#2: タンパク質 DNA polymerase subunit gamma-2, mitochondrial / DNA polymerase gamma accessory 55 kDa subunit / p55 / Mitochondrial DNA polymerase accessory ...DNA polymerase gamma accessory 55 kDa subunit / p55 / Mitochondrial DNA polymerase accessory subunit / MtPolB / PolG-beta


分子量: 54991.000 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: POLG2, MTPOLB / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9UHN1, DNA-directed DNA polymerase
#3: DNA鎖 DNA (77-MER)


分子量: 23791.139 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: 化合物 ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#5: 化合物 ChemComp-DTP / 2'-DEOXYADENOSINE 5'-TRIPHOSPHATE


分子量: 491.182 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O12P3 / 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: Ternary complex of human mitochondrial DNA polymerase gamma bound to dumbbell DNA and dATP
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Insect cell expression vector pTIE1 (その他)
緩衝液pH: 7.5
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: 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）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 49.6 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1cryoSPARC粒子像選択
13cryoSPARC３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.62 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 261275 / 対称性のタイプ: POINT

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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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