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タイトルCryo-Electron Microscopy and Mass Analysis of Oligolysine-Coated DNA Nanostructures.
ジャーナル・号・ページACS Nano, Vol. 15, Issue 6, Page 9391-9403, Year 2021
掲載日2021年6月22日
著者Eva Bertosin / Pierre Stömmer / Elija Feigl / Maximilian Wenig / Maximilian N Honemann / Hendrik Dietz /
PubMed 要旨Cationic coatings can enhance the stability of synthetic DNA objects in low ionic strength environments such as physiological fluids. Here, we used single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM), ...Cationic coatings can enhance the stability of synthetic DNA objects in low ionic strength environments such as physiological fluids. Here, we used single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM), pseudoatomic model fitting, and single-molecule mass photometry to study oligolysine and polyethylene glycol (PEG)-oligolysine-coated multilayer DNA origami objects. The coatings preserve coarse structural features well on a resolution of multiple nanometers but can also induce deformations such as twisting and bending. Higher-density coatings also led to internal structural deformations in the DNA origami test objects, in which a designed honeycomb-type helical lattice was deformed into a more square-lattice-like pattern. Under physiological ionic strength, where the uncoated objects disassembled, the coated objects remained intact but they shrunk in the helical direction and expanded in the direction perpendicular to the helical axis. Helical details like major/minor grooves and crossover locations were not discernible in cryo-EM maps that we determined of DNA origami coated with oligolysine and PEG-oligolysine, whereas these features were visible in cryo-EM maps determined from the uncoated reference objects. Blunt-ended double-helical interfaces remained accessible underneath the coating and may be used for the formation of multimeric DNA origami assemblies that rely on stacking interactions between blunt-ended helices. The ionic strength requirements for forming multimers from coated DNA origami differed from those needed for uncoated objects. Using single-molecule mass photometry, we found that the mass of coated DNA origami objects prior to and after incubation in low ionic strength physiological conditions remained unchanged. This finding indicated that the coating effectively prevented strand dissociation but also that the coating itself remained stable in place. Our results validate oligolysine coatings as a powerful stabilization method for DNA origami but also reveal several potential points of failure that experimenters should watch to avoid working with false premises.
リンクACS Nano / PubMed:33724780 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度10.38 - 21.28 Å
構造データ

EMDB-12467:
B-brick 0.2:1 N:P PEG-oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 12.0 Å

EMDB-12468:
B-brick 100:1 N:P PEG-oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 21.28 Å

EMDB-12469:
B-brick 100:1 N:P PEG-oligolysine coated in PBS
手法: EM (単粒子) / 解像度: 16.95 Å

EMDB-12470:
B-brick 0.75:1 N:P PEG-oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 14.95 Å

EMDB-12471:
B-brick 0.75:1 N:P PEG-oligolysine coated in PBS
手法: EM (単粒子) / 解像度: 18.76 Å

EMDB-12472:
B-brick 0.5:1 N:P oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 16.26 Å

EMDB-12473:
A-brick bare in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 11.88 Å

EMDB-12474:
A-brick 0.75:1 N:P PEG-oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 12.42 Å

EMDB-12475:
A-brick 0.75:1 N:P PEG-oligolysine coated in PBS
手法: EM (単粒子) / 解像度: 16.29 Å

EMDB-12476:
A-brick 0.5:1 N:P oligolysine coated in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 17.7 Å

EMDB-12516, PDB-7npn:
B-brick bare in 5 mM Mg2+
手法: EM (単粒子) / 解像度: 10.38 Å

由来
  • synthetic construct (人工物)
キーワードDNA / DNA Origami

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万見文献について

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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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万見文献

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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