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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7w3c | ||||||
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タイトル | Structure of USP14-bound human 26S proteasome in substrate-engaged state ED0_USP14 | ||||||
要素 |
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キーワード | HYDROLASE (加水分解酵素) / Proteasome (プロテアソーム) / AAA-ATPase / Deubiquitinase (脱ユビキチン化酵素) / USP14 | ||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 negative regulation of ERAD pathway / Impaired BRCA2 translocation to the nucleus / Impaired BRCA2 binding to SEM1 (DSS1) / thyrotropin-releasing hormone receptor binding / modulation by host of viral transcription / deubiquitinase activity / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; オメガペプチターゼ / proteasome accessory complex / purine ribonucleoside triphosphate binding / regulation of chemotaxis ...negative regulation of ERAD pathway / Impaired BRCA2 translocation to the nucleus / Impaired BRCA2 binding to SEM1 (DSS1) / thyrotropin-releasing hormone receptor binding / modulation by host of viral transcription / deubiquitinase activity / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; オメガペプチターゼ / proteasome accessory complex / purine ribonucleoside triphosphate binding / regulation of chemotaxis / 減数分裂 / positive regulation of proteasomal protein catabolic process / metal-dependent deubiquitinase activity / proteasome regulatory particle / cytosolic proteasome complex / proteasome regulatory particle, lid subcomplex / proteasome-activating activity / protein K63-linked deubiquitination / proteasome regulatory particle, base subcomplex / negative regulation of programmed cell death / hypothalamus gonadotrophin-releasing hormone neuron development / regulation of endopeptidase activity / Defective homologous recombination repair (HRR) due to BRCA1 loss of function / Defective HDR through Homologous Recombination Repair (HRR) due to PALB2 loss of BRCA1 binding function / Defective HDR through Homologous Recombination Repair (HRR) due to PALB2 loss of BRCA2/RAD51/RAD51C binding function / female meiosis I / proteasome core complex / Homologous DNA Pairing and Strand Exchange / Regulation of ornithine decarboxylase (ODC) / Resolution of D-loop Structures through Synthesis-Dependent Strand Annealing (SDSA) / positive regulation of protein monoubiquitination / mitochondrion transport along microtubule / Resolution of D-loop Structures through Holliday Junction Intermediates / Cross-presentation of soluble exogenous antigens (endosomes) / fat pad development / Somitogenesis / K63-linked deubiquitinase activity / Impaired BRCA2 binding to RAD51 / endopeptidase inhibitor activity / immune system process / myofibril / female gonad development / proteasome binding / seminiferous tubule development / regulation of protein catabolic process / protein deubiquitination / male meiosis I / positive regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway by p53 class mediator / proteasome storage granule / Presynaptic phase of homologous DNA pairing and strand exchange / blastocyst development / transcription factor binding / general transcription initiation factor binding / endopeptidase activator activity / NF-kappaB binding / polyubiquitin modification-dependent protein binding / proteasome assembly / proteasome endopeptidase complex / proteasome core complex, beta-subunit complex / proteasome core complex, alpha-subunit complex / threonine-type endopeptidase activity / positive regulation of RNA polymerase II transcription preinitiation complex assembly / mRNA export from nucleus / enzyme regulator activity / energy homeostasis / regulation of neuron apoptotic process / regulation of proteasomal protein catabolic process / Maturation of protein E / Maturation of protein E / 封入体 / ER Quality Control Compartment (ERQC) / Myoclonic epilepsy of Lafora / negative regulation of inflammatory response to antigenic stimulus / FLT3 signaling by CBL mutants / Prevention of phagosomal-lysosomal fusion / IRAK2 mediated activation of TAK1 complex / Alpha-protein kinase 1 signaling pathway / グリコーゲン合成 / IRAK1 recruits IKK complex / IRAK1 recruits IKK complex upon TLR7/8 or 9 stimulation / Membrane binding and targetting of GAG proteins / Endosomal Sorting Complex Required For Transport (ESCRT) / IRAK2 mediated activation of TAK1 complex upon TLR7/8 or 9 stimulation / PTK6 Regulates RTKs and Their Effectors AKT1 and DOK1 / Negative regulation of FLT3 / Constitutive Signaling by NOTCH1 HD Domain Mutants / Regulation of FZD by ubiquitination / TICAM1,TRAF6-dependent induction of TAK1 complex / NOTCH2 Activation and Transmission of Signal to the Nucleus / TICAM1-dependent activation of IRF3/IRF7 / response to organonitrogen compound / APC/C:Cdc20 mediated degradation of Cyclin B / p75NTR recruits signalling complexes / Downregulation of ERBB4 signaling / TRAF6 mediated IRF7 activation in TLR7/8 or 9 signaling / APC-Cdc20 mediated degradation of Nek2A / PINK1-PRKN Mediated Mitophagy / TRAF6-mediated induction of TAK1 complex within TLR4 complex / Pexophagy / Regulation of innate immune responses to cytosolic DNA 類似検索 - 分子機能 | ||||||
生物種 | Homo sapiens (ヒト) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) | ||||||
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: 3.4 Å | ||||||
データ登録者 | Zhang, S. / Zou, S. / Yin, D. / Wu, Z. / Mao, Y. | ||||||
資金援助 | 中国, 1件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2022 タイトル: USP14-regulated allostery of the human proteasome by time-resolved cryo-EM. 著者: Shuwen Zhang / Shitao Zou / Deyao Yin / Lihong Zhao / Daniel Finley / Zhaolong Wu / Youdong Mao / 要旨: Proteasomal degradation of ubiquitylated proteins is tightly regulated at multiple levels. A primary regulatory checkpoint is the removal of ubiquitin chains from substrates by the deubiquitylating ...Proteasomal degradation of ubiquitylated proteins is tightly regulated at multiple levels. A primary regulatory checkpoint is the removal of ubiquitin chains from substrates by the deubiquitylating enzyme ubiquitin-specific protease 14 (USP14), which reversibly binds the proteasome and confers the ability to edit and reject substrates. How USP14 is activated and regulates proteasome function remain unknown. Here we present high-resolution cryo-electron microscopy structures of human USP14 in complex with the 26S proteasome in 13 distinct conformational states captured during degradation of polyubiquitylated proteins. Time-resolved cryo-electron microscopy analysis of the conformational continuum revealed two parallel pathways of proteasome state transitions induced by USP14, and captured transient conversion of substrate-engaged intermediates into substrate-inhibited intermediates. On the substrate-engaged pathway, ubiquitin-dependent activation of USP14 allosterically reprograms the conformational landscape of the AAA-ATPase motor and stimulates opening of the core particle gate, enabling observation of a near-complete cycle of asymmetric ATP hydrolysis around the ATPase ring during processive substrate unfolding. Dynamic USP14-ATPase interactions decouple the ATPase activity from RPN11-catalysed deubiquitylation and kinetically introduce three regulatory checkpoints on the proteasome, at the steps of ubiquitin recognition, substrate translocation initiation and ubiquitin chain recycling. These findings provide insights into the complete functional cycle of the USP14-regulated proteasome and establish mechanistic foundations for the discovery of USP14-targeted therapies. | ||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
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PDBx/mmCIF形式 | 7w3c.cif.gz | 2.4 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7w3c.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 7w3c.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
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-検証レポート
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/w3/7w3c ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/w3/7w3c | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
関連構造データ | 32277MC 7w37C 7w38C 7w39C 7w3aC 7w3bC 7w3fC 7w3gC 7w3hC 7w3iC 7w3jC 7w3kC 7w3mC M: このデータのモデリングに利用したマップデータ C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-26S protease regulatory subunit ... , 4種, 4分子 BDFA
#1: タンパク質 | 分子量: 49260.504 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: PSMC1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P62191 |
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#3: タンパク質 | 分子量: 47426.141 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: PSMC4, MIP224, TBP7 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P43686 |
#5: タンパク質 | 分子量: 49266.457 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: PSMC3, TBP1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P17980 |
#6: タンパク質 | 分子量: 48700.805 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: PSMC2, MSS1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P35998 |
-タンパク質 , 4種, 5分子 CLlxy
#2: タンパク質 | 分子量: 44852.121 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: PSMC5, SUG1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P62195 | ||||
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#12: タンパク質 | 分子量: 30281.473 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: PSMA1, HC2, NU, PROS30, PSC2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P25786 #31: タンパク質 | | 分子量: 56133.926 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: USP14, TGT / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P54578, ubiquitinyl hydrolase 1 #32: タンパク質 | | 分子量: 8576.831 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: UBB / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0CG47 |
-26S proteasome ... , 13種, 13分子 EUXYZabcdfWVe
#4: タンパク質 | 分子量: 45867.027 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: PSMC6 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: A0A087X2I1 |
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#21: タンパク質 | 分子量: 105958.234 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: PSMD1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q99460 |
#22: タンパク質 | 分子量: 47526.688 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: PSMD11 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O00231 |
#23: タンパク質 | 分子量: 45592.285 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: PSMD6, KIAA0107, PFAAP4 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q15008 |
#24: タンパク質 | 分子量: 37086.441 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: PSMD7, MOV34L / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P51665 |
#25: タンパク質 | 分子量: 42995.359 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: PSMD13 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q9UNM6 |
#26: タンパク質 | 分子量: 40781.590 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: PSMD4, MCB1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P55036 |
#27: タンパク質 | 分子量: 34620.023 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: PSMD14, POH1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) 参照: UniProt: O00487, 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; オメガペプチターゼ |
#28: タンパク質 | 分子量: 39667.871 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: PSMD8 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P48556 |
#29: タンパク質 | 分子量: 100313.625 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: PSMD2, TRAP2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q13200 |
#33: タンパク質 | 分子量: 52979.359 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: PSMD12 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O00232 |
#34: タンパク質 | 分子量: 61066.500 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: PSMD3 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O43242 |
#35: タンパク質 | 分子量: 8284.611 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: SHFM1, DSS1, SHFDG1 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P60896 |
-Proteasome subunit alpha type- ... , 6種, 12分子 GgHhIiJjKkMm
#7: タンパク質 | 分子量: 27432.459 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: PSMA6, PROS27 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P60900, proteasome endopeptidase complex #8: タンパク質 | 分子量: 25927.535 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: PSMA2, HC3, PSC3 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P25787, proteasome endopeptidase complex #9: タンパク質 | 分子量: 29525.842 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: PSMA4, HC9, PSC9 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P25789, proteasome endopeptidase complex #10: タンパク質 | 分子量: 27929.891 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: PSMA7, HSPC / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: O14818, proteasome endopeptidase complex #11: タンパク質 | 分子量: 26435.977 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: PSMA5 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P28066, proteasome endopeptidase complex #13: タンパク質 | 分子量: 28469.252 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: PSMA3, HC8, PSC8 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P25788 |
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-Proteasome subunit beta type- ... , 7種, 14分子 NnOoPpQqRrSsTt
#14: タンパク質 | 分子量: 25377.652 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: PSMB6, LMPY, Y / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P28072, proteasome endopeptidase complex #15: タンパク質 | 分子量: 30000.418 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: PSMB7, Z / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: Q99436, proteasome endopeptidase complex #16: タンパク質 | 分子量: 22972.896 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: PSMB3 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P49720, proteasome endopeptidase complex #17: タンパク質 | 分子量: 22864.277 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: PSMB2 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P49721, proteasome endopeptidase complex #18: タンパク質 | 分子量: 28510.248 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: PSMB5, LMPX, MB1, X / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P28074, proteasome endopeptidase complex #19: タンパク質 | 分子量: 26522.396 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: PSMB1, PSC5 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P20618, proteasome endopeptidase complex #20: タンパク質 | 分子量: 29231.178 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: PSMB4, PROS26 / 発現宿主: Homo sapiens (ヒト) / 参照: UniProt: P28070, proteasome endopeptidase complex |
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-タンパク質・ペプチド , 1種, 1分子 v
#30: タンパク質・ペプチド | 分子量: 3081.790 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 詳細: The density of substrate does not show clear side-chain, but only main-chain. 由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) |
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-非ポリマー , 3種, 6分子
#36: 化合物 | #37: 化合物 | #38: 化合物 | ChemComp-ZN / | |
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-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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 |
-試料調製
構成要素 |
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分子量 | 値: 1.6 MDa / 実験値: YES | ||||||||||||||||||||||||||||||
由来(天然) |
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由来(組換発現) |
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緩衝液 | pH: 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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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 FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス(公称値): 5000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 400 nm |
撮影 | 電子線照射量: 50 e/Å2 フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) |
-解析
CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION |
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3次元再構成 | 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 142577 / 対称性のタイプ: POINT |