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

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5y3r
タイトルCryo-EM structure of Human DNA-PK Holoenzyme
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 (DNA結合タンパク質) / Cryo-EM structure / DNA-PK / DNAPKcs / activation (活性化) / NHEJ (非相同末端結合)
機能・相同性
機能・相同性情報


Ku70:Ku80 complex / negative regulation of t-circle formation / positive regulation of platelet formation / DNA end binding / T cell receptor V(D)J recombination / pro-B cell differentiation / small-subunit processome assembly / positive regulation of lymphocyte differentiation / DNA-dependent protein kinase activity / histone H2AXS139 kinase activity ...Ku70:Ku80 complex / negative regulation of t-circle formation / positive regulation of platelet formation / DNA end binding / T cell receptor V(D)J recombination / pro-B cell differentiation / small-subunit processome assembly / positive regulation of lymphocyte differentiation / DNA-dependent protein kinase activity / histone H2AXS139 kinase activity / DNA-dependent protein kinase complex / immature B cell differentiation / DNA-dependent protein kinase-DNA ligase 4 complex / cellular response to X-ray / immunoglobulin V(D)J recombination / nonhomologous end joining complex / DNA ligation / nuclear telomere cap complex / regulation of smooth muscle cell proliferation / double-strand break repair via alternative nonhomologous end joining / Cytosolic sensors of pathogen-associated DNA / double-strand break repair via classical nonhomologous end joining / regulation of epithelial cell proliferation / IRF3-mediated induction of type I IFN / telomere capping / 相同組換え / regulation of telomere maintenance / U3 snoRNA binding / regulation of hematopoietic stem cell differentiation / positive regulation of neurogenesis / protein localization to chromosome, telomeric region / cellular response to fatty acid / hematopoietic stem cell proliferation / cellular hyperosmotic salinity response / maturation of 5.8S rRNA / T cell lineage commitment / negative regulation of cGAS/STING signaling pathway / telomeric DNA binding / positive regulation of catalytic activity / B cell lineage commitment / 2-LTR circle formation / positive regulation of double-strand break repair via nonhomologous end joining / site of DNA damage / 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 / enzyme activator activity / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase activity / hematopoietic stem cell differentiation / positive regulation of protein kinase activity / ectopic germ cell programmed cell death / ATP-dependent activity, acting on DNA / somitogenesis / positive regulation of telomerase activity / mitotic G1 DNA damage checkpoint signaling / positive regulation of telomere maintenance via telomerase / DNA helicase activity / activation of innate immune response / telomere maintenance / cellular response to leukemia inhibitory factor / 神経発生 / small-subunit processome / cyclin binding / positive regulation of translation / negative regulation of protein phosphorylation / positive regulation of erythrocyte differentiation / デオキシリボ核酸 / response to gamma radiation / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / brain development / peptidyl-threonine phosphorylation / protein destabilization / protein modification process / cellular response to gamma radiation / regulation of circadian rhythm / double-strand break repair via nonhomologous end joining / cellular response to insulin stimulus / rhythmic process / double-strand break repair / intrinsic apoptotic signaling pathway in response to DNA damage / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / T cell differentiation in thymus / heart development / double-stranded DNA binding / scaffold protein binding / peptidyl-serine phosphorylation / secretory granule lumen / DNA recombination / ficolin-1-rich granule lumen / transcription regulator complex / RNA polymerase II-specific DNA-binding transcription factor binding / damaged DNA binding / chromosome, telomeric region / transcription cis-regulatory region binding / non-specific serine/threonine protein kinase / protein kinase activity / response to xenobiotic stimulus / ribonucleoprotein complex / positive regulation of apoptotic process / protein domain specific binding / protein phosphorylation
類似検索 - 分子機能
Ku70, bridge and pillars domain superfamily / : / Ku70 / Ku, C-terminal / Ku, C-terminal domain superfamily / Ku C terminal domain like / Ku80 / Ku70/Ku80 C-terminal arm / Ku70/Ku80, N-terminal alpha/beta / Ku70/Ku80 beta-barrel domain ...Ku70, bridge and pillars domain superfamily / : / Ku70 / Ku, C-terminal / Ku, C-terminal domain superfamily / Ku C terminal domain like / Ku80 / Ku70/Ku80 C-terminal arm / Ku70/Ku80, N-terminal alpha/beta / Ku70/Ku80 beta-barrel domain / Ku70/Ku80 C-terminal arm / Ku70/Ku80 N-terminal alpha/beta domain / Ku70 and Ku80 are 70kDa and 80kDa subunits of the Lupus Ku autoantigen / Ku70/Ku80 beta-barrel domain / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, CC3 / SPOC-like, C-terminal domain superfamily / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, catalytic domain / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, CC5 / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, CC1/2 / DNA-PKcs, N-terminal / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, CC3 / DNA-PKcs, CC5 / DNA-PKcs, N-terminal / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit, CC1/2 / NUC194 / SAP domain superfamily / SAP domain / SAP motif profile. / Putative DNA-binding (bihelical) motif predicted to be involved in chromosomal organisation / SAP domain / PIK-related kinase, FAT / FAT domain / FATC domain / FATC / FATC domain / PIK-related kinase / FAT domain profile. / FATC domain profile. / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 1. / Phosphatidylinositol 3/4-kinase, conserved site / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases signature 2. / Phosphatidylinositol 3-/4-kinase, catalytic domain superfamily / Phosphoinositide 3-kinase, catalytic domain / von Willebrand factor (vWF) type A domain / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinase / Phosphatidylinositol 3- and 4-kinases catalytic domain profile. / Phosphatidylinositol 3-/4-kinase, catalytic domain / von Willebrand factor, type A / von Willebrand factor A-like domain superfamily / Armadillo-like helical / Armadillo-type fold / Protein kinase-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
デオキシリボ核酸 / DNA (> 10) / X-ray repair cross-complementing protein 6 / X-ray repair cross-complementing protein 5 / DNA-dependent protein kinase catalytic subunit
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: 6.6 Å
データ登録者Yin, X. / Liu, M. / Tian, Y. / Wang, J. / Xu, Y.
資金援助 中国, 4件
組織認可番号国
Ministry of Science and Technology of China2016YFA0500700 中国
Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of SciencesXDB08000000 中国
National Natural Science Foundation of ChinaU1432242,31425008,91419301 中国
Program of Shanghai Subject Chief Scientist14XD1400500 中国
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 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.
履歴
登録2017年7月29日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02017年9月6日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12017年11月15日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.22018年6月13日Group: Data collection / Source and taxonomy / カテゴリ: entity_src_gen
Item: _entity_src_gen.pdbx_host_org_cell_line / _entity_src_gen.pdbx_host_org_strain
改定 1.32019年10月9日Group: Data collection / Other / カテゴリ: atom_sites / cell
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] ..._atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3] / _cell.length_a / _cell.length_b / _cell.length_c
改定 1.42024年3月27日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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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
  • ダウンロード
ムービービューア
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: 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
非ポリマー00
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area27230 Å2
ΔGint-158 kcal/mol
Surface area214470 Å2

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要素

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

#1: タンパク質 X-ray repair cross-complementing protein 6 / 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase Ku70 / 5'-dRP lyase Ku70 / 70 kDa subunit of Ku antigen / ATP- ...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 / 由来タイプ: 組換発現 / 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, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与, 付加脱離酵素（リアーゼ）; 炭素- ...参照: UniProt: P12956, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与, 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
#2: タンパク質 X-ray repair cross-complementing protein 5 / 86 kDa subunit of Ku antigen / ATP-dependent DNA helicase 2 subunit 2 / ATP-dependent DNA helicase ...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 / 由来タイプ: 組換発現 / 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, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与

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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 / 由来タイプ: 組換発現 / 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 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)

-
タンパク質・ペプチド / タンパク質 , 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 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
#6: タンパク質 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 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: PRKDC, HYRC, HYRC1 / 細胞株 (発現宿主): HEK293F / 器官 (発現宿主): KIDNEY / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト)
参照: UniProt: P78527, non-specific serine/threonine protein kinase

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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: PRKDC-Helix / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 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 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: 283 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: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 倍率（公称値）: 18000 X / 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
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 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: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1RELION1.4粒子像選択
2CTFFIND33CTF補正
3RELION2最終オイラー角割当
4RELION2分類
5RELION2３次元再構成
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 6.6 Å / 解像度の算出法: 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
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.01139702
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d1.553937
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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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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