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タイトルPretransition state and apo structures of the filament-forming enzyme SgrAI elucidate mechanisms of activation and substrate specificity.
ジャーナル・号・ページJ Biol Chem, Vol. 298, Issue 4, Page 101760, Year 2022
掲載日2022年2月21日
著者Zelin Shan / Niloofar Ghadirian / Dmitry Lyumkis / Nancy C Horton /
PubMed 要旨Enzyme filamentation is a widespread phenomenon that mediates enzyme regulation and function. For the filament-forming sequence-specific DNA endonuclease SgrAI, the process of filamentation both ...Enzyme filamentation is a widespread phenomenon that mediates enzyme regulation and function. For the filament-forming sequence-specific DNA endonuclease SgrAI, the process of filamentation both accelerates its DNA cleavage activity and expands its DNA sequence specificity, thus allowing for many additional DNA sequences to be rapidly cleaved. Both outcomes-the acceleration of DNA cleavage and the expansion of sequence specificity-are proposed to regulate critical processes in bacterial innate immunity. However, the mechanistic bases underlying these events remain unclear. Herein, we describe two new structures of the SgrAI enzyme that shed light on its catalytic function. First, we present the cryo-EM structure of filamentous SgrAI bound to intact primary site DNA and Ca resolved to ∼2.5 Å within the catalytic center, which represents the trapped enzyme-DNA complex prior to the DNA cleavage reaction. This structure reveals important conformational changes that contribute to the catalytic mechanism and the binding of a second divalent cation in the enzyme active site, which is expected to contribute to increased DNA cleavage activity of SgrAI in the filamentous state. Second, we present an X-ray crystal structure of DNA-free (apo) SgrAI resolved to 2.0 Å resolution, which reveals a disordered loop involved in DNA recognition. Collectively, these multiple new observations clarify the mechanism of expansion of DNA sequence specificity of SgrAI, including the indirect readout of sequence-dependent DNA structure, changes in protein-DNA interactions, and the disorder-to-order transition of a crucial DNA recognition element.
リンクJ Biol Chem / PubMed:35202658 / PubMed Central
手法EM (らせん対称) / X線回折
解像度2.02 - 2.7 Å
構造データ

25404

7ss5

EMDB-25404: Activated filamentous SgrAI endonuclease with Ca2+ and intact primary site DNA
PDB-7ss5: Activated SgrAI endonuclease DNA-bound dimer with Ca2+ and intact primary site DNA
手法: EM (らせん対称) / 解像度: 2.7 Å

PDB-7s8d:
Structure of DNA-free SgrAI
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.02 Å

化合物

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

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
キーワードDNA BINDING PROTEIN / type II restriction endonuclease / nuclease / DNA cleavage / anti-viral / bacterial innate immunity / filament forming / HYDROLASE/DNA / restriction endonuclease / DNAse / allostery / filament / hyper-activation / substrate specificity / HYDROLASE-DNA complex

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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://pdbjlvh1.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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