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タイトルStructure and mechanism of the Zorya anti-phage defence system.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 639, Issue 8056, Page 1093-1101, Year 2025
掲載日2024年12月11日
著者Haidai Hu / Philipp F Popp / Thomas C D Hughes / Aritz Roa-Eguiara / Nicole R Rutbeek / Freddie J O Martin / Ivo Alexander Hendriks / Leighton J Payne / Yumeng Yan / Dorentina Humolli / Victor Klein-Sousa / Inga Songailiene / Yong Wang / Michael Lund Nielsen / Richard M Berry / Alexander Harms / Marc Erhardt / Simon A Jackson / Nicholas M I Taylor /
PubMed 要旨Zorya is a recently identified and widely distributed bacterial immune system that protects bacteria from viral (phage) infections. Three Zorya subtypes have been identified, each containing ...Zorya is a recently identified and widely distributed bacterial immune system that protects bacteria from viral (phage) infections. Three Zorya subtypes have been identified, each containing predicted membrane-embedded ZorA-ZorB (ZorAB) complexes paired with soluble subunits that differ among Zorya subtypes, notably ZorC and ZorD in type I Zorya systems. Here we investigate the molecular basis of Zorya defence using cryo-electron microscopy, mutagenesis, fluorescence microscopy, proteomics and functional studies. We present cryo-electron microscopy structures of ZorAB and show that it shares stoichiometry and features of other 5:2 inner membrane ion-driven rotary motors. The ZorAB complex contains a dimeric ZorB peptidoglycan-binding domain and a pentameric α-helical coiled-coil tail made of ZorA that projects approximately 70 nm into the cytoplasm. We also characterize the structure and function of the soluble Zorya components ZorC and ZorD, finding that they have DNA-binding and nuclease activity, respectively. Comprehensive functional and mutational analyses demonstrate that all Zorya components work in concert to protect bacterial cells against invading phages. We provide evidence that ZorAB operates as a proton-driven motor that becomes activated after sensing of phage invasion. Subsequently, ZorAB transfers the phage invasion signal through the ZorA cytoplasmic tail to recruit and activate the soluble ZorC and ZorD effectors, which facilitate the degradation of the phage DNA. In summary, our study elucidates the foundational mechanisms of Zorya function as an anti-phage defence system.
リンクNature / PubMed:39662505 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.07 - 3.6 Å
構造データ

18747

8qy7

EMDB-18747, PDB-8qy7:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorD apo form
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.66 Å

18750

8qyc

EMDB-18750, PDB-8qyc:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorD in complex with ATP-gamma-S
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.75 Å

18751

8qyd

EMDB-18751, PDB-8qyd:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorAB
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.67 Å

EMDB-18752: EcZorAB_WT ZorB PGBDs Local refinement
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.51 Å

18754

8qyh

EMDB-18754, PDB-8qyh:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorAB ZorA E86A_E89A, Calcium binding site mutation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

18756

8qyk

EMDB-18756, PDB-8qyk:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorAB, ZorA delta_359-592, ZorA tail middle deletion.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.07 Å

18766

8qyy

EMDB-18766, PDB-8qyy:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorAB, ZorA delta_435-729, ZorA tail tip deletion.
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.56 Å

18948

8r68

EMDB-18948, PDB-8r68:
Zorya anti-bacteriophage defense system ZorC WT
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.6 Å

化合物

ChemComp-AGS:
PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / ATP-γ-S / ATP-gamma-S, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

ChemComp-CDL:
CARDIOLIPIN / リン脂質*YM

ChemComp-CA:
Unknown entry / カルシウムジカチオン

ChemComp-PEE:
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine / DOPE, リン脂質*YM

ChemComp-PLM:
PALMITIC ACID / パルミチン酸

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • escherichia coli (大腸菌)
キーワードANTIVIRAL PROTEIN / Nuclease / membrane protein

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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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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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