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- PDB-5y3r: Cryo-EM structure of Human DNA-PK Holoenzyme -

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基本情報

エントリ情報
データベース: PDB / ID: 5y3r
タイトルCryo-EM structure of Human DNA-PK Holoenzyme
構成要素
  • (X-ray repair cross-complementing protein ...) x 2
  • DNA (34-MER)
  • DNA (36-MER)
  • DNA-dependent protein kinase catalytic subunit
  • PRKDC-Helix
キーワードDNA BINDING PROTEIN / Cryo-EM structure / DNA-PK / DNAPKcs / activation (活性化) / NHEJ
機能・相同性Ku70/Ku80 beta-barrel domain / NUC194 domain / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, catalytic domain / Phosphatidylinositol 3-/4-kinase, catalytic domain superfamily / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases family profile. / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 2. / Ku, C-terminal domain superfamily / von Willebrand factor A-like domain superfamily / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 1. / Phosphatidylinositol 3/4-kinase, conserved site ...Ku70/Ku80 beta-barrel domain / NUC194 domain / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, catalytic domain / Phosphatidylinositol 3-/4-kinase, catalytic domain superfamily / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases family profile. / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 2. / Ku, C-terminal domain superfamily / von Willebrand factor A-like domain superfamily / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 1. / Phosphatidylinositol 3/4-kinase, conserved site / Ku70/Ku80 C-terminal arm / SAP domain superfamily / Ku C terminal domain like / Ku70, bridge and pillars domain superfamily / Ku80 / Ku70/Ku80 N-terminal alpha/beta domain / SAP motif profile. / Phosphatidylinositol 3-/4-kinase, catalytic domain / von Willebrand factor, type A / SAP domain / PIK-related kinase, FAT / FATC domain / Ku70/Ku80 C-terminal arm / Ku70/Ku80, N-terminal alpha/beta / Ku70/Ku80 beta-barrel domain / Ku70 / Protein kinase-like domain superfamily / NUC194 / PIK-related kinase / Ku, C-terminal / Armadillo-type fold / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinase / SPOC-like, C-terminal domain superfamily / Cytosolic sensors of pathogen-associated DNA / IRF3-mediated induction of type I IFN / Neutrophil degranulation / FAT domain / SAP domain / FATC domain profile. / 2-LTR circle formation / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / FAT domain profile. / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / FATC domain / signal transduction involved in mitotic G1 DNA damage checkpoint / negative regulation of immunoglobulin production / negative regulation of response to gamma radiation / Ku70:Ku80 complex / double-strand break repair via classical nonhomologous end joining / DNA-dependent protein kinase activity / double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / T cell receptor V(D)J recombination / negative regulation of t-circle formation / immunoglobulin V(D)J recombination / pro-B cell differentiation / DNA-dependent protein kinase-DNA ligase 4 complex / T cell lineage commitment / nonhomologous end joining complex / cellular response to X-ray / regulation of smooth muscle cell proliferation / positive regulation of developmental growth / positive regulation of neurogenesis / B cell lineage commitment / hematopoietic stem cell differentiation / nuclear telomere cap complex / DNA ligation / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / ectopic germ cell programmed cell death / somitogenesis / cellular hyperosmotic salinity response / regulation of telomere maintenance / ec:3.6.4.-: / ATP-dependent DNA helicase activity / negative regulation of cellular senescence / activation of innate immune response / cellular response to fatty acid / protein localization to chromosome, telomeric region / telomeric DNA binding / telomere capping / enzyme activator activity / positive regulation of catalytic activity / positive regulation of type I interferon production / Other Carbon-Oxygen Lyases / cellular response to leukemia inhibitory factor / positive regulation of protein kinase activity / regulation of circadian rhythm / telomere maintenance / cyclin binding / positive regulation of telomere maintenance via telomerase / response to activity / cellular protein modification process / double-strand break repair / positive regulation of telomerase activity / negative regulation of protein phosphorylation / double-strand break repair via nonhomologous end joining / thymus development / spleen development / protein destabilization / go:0030529: / cellular response to gamma radiation
機能・相同性情報
試料の由来Homo sapiens (ヒト)
実験手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 6.6 Å 分解能
データ登録者Yin, X. / Liu, M. / Tian, Y. / Wang, J. / Xu, Y.
引用ジャーナル: Cell Res. / : 2017
タイトル: Cryo-EM structure of human DNA-PK holoenzyme.
著者: Xiaotong Yin / Mengjie Liu / Yuan Tian / Jiawei Wang / Yanhui Xu
要旨: DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) is a serine/threonine protein kinase complex composed of a catalytic subunit (DNA-PKcs) and KU70/80 heterodimer bound to DNA. DNA-PK holoenzyme plays a critical ...DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) is a serine/threonine protein kinase complex composed of a catalytic subunit (DNA-PKcs) and KU70/80 heterodimer bound to DNA. DNA-PK holoenzyme plays a critical role in non-homologous end joining (NHEJ), the major DNA repair pathway. Here, we determined cryo-electron microscopy structure of human DNA-PK holoenzyme at 6.6 Å resolution. In the complex structure, DNA-PKcs, KU70, KU80 and DNA duplex form a 650-kDa heterotetramer with 1:1:1:1 stoichiometry. The N-terminal α-solenoid (∼2 800 residues) of DNA-PKcs adopts a double-ring fold and connects the catalytic core domain of DNA-PKcs and KU70/80-DNA. DNA-PKcs and KU70/80 together form a DNA-binding tunnel, which cradles ∼30-bp DNA and prevents sliding inward of DNA-PKcs along with DNA duplex, suggesting a mechanism by which the broken DNA end is protected from unnecessary processing. Structural and biochemical analyses indicate that KU70/80 and DNA coordinately induce conformational changes of DNA-PKcs and allosterically stimulate its kinase activity. We propose a model for activation of DNA-PKcs in which allosteric signals are generated upon DNA-PK holoenzyme formation and transmitted to the kinase domain through N-terminal HEAT repeats and FAT domain of DNA-PKcs. Our studies suggest a mechanism for recognition and protection of broken DNA ends and provide a structural basis for understanding the activation of DNA-PKcs and DNA-PK-mediated NHEJ pathway.
構造検証レポート
簡易版詳細版構造検証レポートについて
日付登録: 2017年7月29日 / 公開: 2017年9月6日
改定日付Data content typeGroupCategoryItemProviderタイプ
1.02017年9月6日Structure modelrepositoryInitial release
1.12017年11月15日Structure modelDatabase referencescitation_citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-6803
  • UCSF Chimeraによる作画
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ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

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集合体

登録構造単位
A: X-ray repair cross-complementing protein 6
B: X-ray repair cross-complementing protein 5
K: PRKDC-Helix
D: DNA (34-MER)
E: DNA (36-MER)
C: DNA-dependent protein kinase catalytic subunit


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)610,1076
ポリマ-610,1076
非ポリマ-00
0
1


タイプ名称対称操作
identity operation1_555x,y,z1
Buried area (Å2)27230
ΔGint (kcal/M)-158
Surface area (Å2)214470

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構成要素

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X-ray repair cross-complementing protein ... , 2種, 2分子 AB

#1: タンパク質・ペプチド X-ray repair cross-complementing protein 6 / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase Ku70 / 5'-dRP lyase Ku70 / 70 kDa subunit of Ku antigen / ATP-dependent DNA helicase 2 subunit 1 / ATP-dependent DNA helicase II 70 kDa subunit / CTC box-binding factor 75 kDa subunit / CTCBF / DNA repair protein XRCC6 / Lupus Ku autoantigen protein p70 / Ku70 / Thyroid-lupus autoantigen / TLAA / X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 6


分子量: 57619.352 Da / 分子数: 1 / 断片: UNP residues 34-534 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: XRCC6, G22P1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
参照: UniProt:P12956, EC:3.6.4.-, EC:4.2.99.- (Other Carbon-Oxygen Lyases)
#2: タンパク質・ペプチド X-ray repair cross-complementing protein 5 / 86 kDa subunit of Ku antigen / ATP-dependent DNA helicase 2 subunit 2 / ATP-dependent DNA helicase II 80 kDa subunit / CTC box-binding factor 85 kDa subunit / CTCBF / DNA repair protein XRCC5 / Ku80 / Ku86 / Lupus Ku autoantigen protein p86 / Nuclear factor IV / Thyroid-lupus autoantigen / TLAA / X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 5 (double-strand-break rejoining)


分子量: 60972.969 Da / 分子数: 1 / 断片: UNP residues 6-541 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: XRCC5, G22P2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt:P13010, EC:3.6.4.-

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タンパク質・ペプチド , 2種, 2分子 KC

#3: タンパク質・ペプチド PRKDC-Helix


分子量: 1084.182 Da / 分子数: 1 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
#6: タンパク質・ペプチド DNA-dependent protein kinase catalytic subunit / DNA-PKcs / DNPK1 / p460


分子量: 468885.344 Da / 分子数: 1 / 断片: UNP residues 10-4128 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: PRKDC, HYRC, HYRC1 / 器官・臓器 (発現宿主): KIDNEY / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 株 (発現宿主): HEK293F
参照: UniProt:P78527, EC:2.7.11.1 (non-specific serine/threonine protein kinase)

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DNA鎖 , 2種, 2分子 DE

#4: DNA鎖 DNA (34-MER)


分子量: 10502.785 Da / 分子数: 1 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
#5: DNA鎖 DNA (36-MER)


分子量: 11042.164 Da / 分子数: 1 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)

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実験情報

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実験

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: PRKDC-Helix / タイプ: COMPLEX / Entity ID: 1, 2, 3, 4, 5, 6 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.4
試料濃度: 0.6 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: 300 / 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: 283 kelvins

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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 FIELDBright-field microscopy / 倍率(公称値): 18000 / 最大 デフォーカス(公称値): 4700 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1700 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ冷却材: NITROGEN
試料ホルダのモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均照射時間: 8 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
実像数: 3496
画像スキャン動画フレーム数/画像: 32 / 利用したフレーム数/画像: 1-32

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.10.1_2155 / 分類: refinement
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION1.4particle selection
2CTFFIND33CTF correction
3RELION2.0final Euler assignment
4RELION2.0classification
5RELION2.03D reconstruction
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成分解能: 6.6 Å / 分解能の評価方法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 53451 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
精密化中の拘束条件
Refine IDタイプDev ideal
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.01139702
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.50053937
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.27424059
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0696075
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0096647

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万見について

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お知らせ

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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。詳細は下記のリンクをご覧ください。
  • 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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2017年6月16日: Omokage検索で絞り込み

Omokage検索で絞り込み

  • Omokage検索の結果をキーワードとデータベースの種類で絞り込むことができるようになりました。

関連情報: Omokage検索

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2016年9月15日: 新しくなったEM Navigatorと万見

新しくなったEM Navigatorと万見

  • EM Navigatorと万見を刷新しました

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見

新しいEM Navigatorと万見

  • これまで開発版として公開していたEM Navigatorと万見が、9月15日から正式版となります。
  • 現行版も「旧版」としてしばらく公開を継続します。

関連情報: 新しいEM Navigatorと万見の変更点 / EM Navigator / 万見 (Yorodumi)

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2016年4月13日: Omokage検索が速くなりました

Omokage検索が速くなりました

  • データアクセスプロセスを見直し、計算時間をこれまでの半分程度に短縮しました。
  • これまで以上に、生体分子の「カタチの類似性」をお楽しみください!

関連情報: Omokage検索

すべてのお知らせ

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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。
  • 旧バージョンのすべての機能をこちらに移植する予定です
  • 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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