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- EMDB-24470: Cryo-EM structure of precleavage Cre tetrameric complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-24470
タイトルCryo-EM structure of precleavage Cre tetrameric complex
マップデータPrecleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant in complex with duplex loxP DNA
試料
  • 複合体: Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and loxP DNA
    • タンパク質・ペプチド: Recombinase cre
    • DNA: DNA (42-MER)
    • DNA: DNA (42-MER)
キーワードCre / recombinase / tetramer / loxP / RECOMBINATION-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


DNA integration / DNA recombination / DNA binding
類似検索 - 分子機能
: / Phage integrase family / Core-binding (CB) domain / Core-binding (CB) domain profile. / Integrase, catalytic domain / Tyrosine recombinase domain profile. / Integrase/recombinase, N-terminal / Integrase-like, catalytic domain superfamily / DNA breaking-rejoining enzyme, catalytic core
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Escherichia phage P1 (ファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.23 Å
データ登録者Stachowski K / Foster MP
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01-GM122432-04 米国
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2022
タイトル: Mechanisms of Cre recombinase synaptic complex assembly and activation illuminated by Cryo-EM.
著者: Kye Stachowski / Andrew S Norris / Devante Potter / Vicki H Wysocki / Mark P Foster /
要旨: Cre recombinase selectively recognizes DNA and prevents non-specific DNA cleavage through an orchestrated series of assembly intermediates. Cre recombines two loxP DNA sequences featuring a pair of ...Cre recombinase selectively recognizes DNA and prevents non-specific DNA cleavage through an orchestrated series of assembly intermediates. Cre recombines two loxP DNA sequences featuring a pair of palindromic recombinase binding elements and an asymmetric spacer region, by assembly of a tetrameric synaptic complex, cleavage of an opposing pair of strands, and formation of a Holliday junction intermediate. We used Cre and loxP variants to isolate the monomeric Cre-loxP (54 kDa), dimeric Cre2-loxP (110 kDa), and tetrameric Cre4-loxP2 assembly intermediates, and determined their structures using cryo-EM to resolutions of 3.9, 4.5 and 3.2 Å, respectively. Progressive and asymmetric bending of the spacer region along the assembly pathway enables formation of increasingly intimate interfaces between Cre protomers and illuminates the structural bases of biased loxP strand cleavage order and half-the-sites activity. Application of 3D variability analysis to the tetramer data reveals constrained conformational sampling along the pathway between protomer activation and Holliday junction isomerization. These findings underscore the importance of protein and DNA flexibility in Cre-mediated site selection, controlled activation of alternating protomers, the basis for biased strand cleavage order, and recombination efficiency. Such considerations may advance development of site-specific recombinases for use in gene editing applications.
履歴
登録2021年7月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年1月19日-
マップ公開2022年1月19日-
更新2024年6月5日-
現状2024年6月5日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.4
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.4
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7rhx
  • 表面レベル: 0.4
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-7rhx
  • Jmol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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_24470.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_24470.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant in complex with duplex loxP DNA
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.9 Å/pix.
x 256 pix.
= 230.144 Å		0.9 Å/pix.
x 256 pix.
= 230.144 Å		0.9 Å/pix.
x 256 pix.
= 230.144 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.899 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.4 / ムービー #1: 0.4
最小 - 最大-0.9636405 - 2.259666
平均 (標準偏差)0.00012676278 (±0.08057347)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 230.144 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8990.8990.899
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z230.144230.144230.144
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.9642.2600.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_24470_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_24470_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_24470_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and ...

全体名称: Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and loxP DNA
要素
  • 複合体: Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and loxP DNA
    • タンパク質・ペプチド: Recombinase cre
    • DNA: DNA (42-MER)
    • DNA: DNA (42-MER)

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超分子 #1: Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and ...

超分子名称: Precleavage synaptic complex of Cre recombinase mutant K201A and loxP DNA
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Escherichia phage P1 (ファージ)
分子量理論値: 54 KDa

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分子 #1: Recombinase cre

分子名称: Recombinase cre / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia phage P1 (ファージ)
分子量理論値: 38.537062 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSNLLTVHQN LPALPVDATS DEVRKNLMDM FRDRQAFSEH TWKMLLSVCR SWAAWCKLNN RKWFPAEPED VRDYLLYLQA RGLAVKTIQ QHLGQLNMLH RRSGLPRPSD SNAVSLVMRR IRKENVDAGE RAKQALAFER TDFDQVRSLM ENSDRCQDIR N LAFLGIAY ...文字列:
MSNLLTVHQN LPALPVDATS DEVRKNLMDM FRDRQAFSEH TWKMLLSVCR SWAAWCKLNN RKWFPAEPED VRDYLLYLQA RGLAVKTIQ QHLGQLNMLH RRSGLPRPSD SNAVSLVMRR IRKENVDAGE RAKQALAFER TDFDQVRSLM ENSDRCQDIR N LAFLGIAY NTLLRIAEIA RIRVKDISRT DGGRMLIHIG RTATLVSTAG VEKALSLGVT KLVERWISVS GVADDPNNYL FC RVRKNGV AAPSATSQLS TRALEGIFEA THRLIYGAKD DSGQRYLAWS GHSARVGAAR DMARAGVSIP EIMQAGGWTN VNI VMNYIR NLDSETGAMV RLLEDGD

UniProtKB: Recombinase cre

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分子 #2: DNA (42-MER)

分子名称: DNA (42-MER) / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage P1 (ファージ)
分子量理論値: 12.833278 KDa
配列文字列:
(DC)(DC)(DG)(DC)(DA)(DT)(DA)(DA)(DC)(DT) (DT)(DC)(DG)(DT)(DA)(DT)(DA)(DG)(DC)(DA) (DT)(DA)(DC)(DA)(DT)(DT)(DA)(DT)(DA) (DC)(DG)(DA)(DA)(DG)(DT)(DT)(DA)(DT)(DC) (DG) (DC)(DC)

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分子 #3: DNA (42-MER)

分子名称: DNA (42-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage P1 (ファージ)
分子量理論値: 13.024384 KDa
配列文字列:
(DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DT)(DA)(DA)(DC)(DT) (DT)(DC)(DG)(DT)(DA)(DT)(DA)(DA)(DT)(DG) (DT)(DA)(DT)(DG)(DC)(DT)(DA)(DT)(DA) (DC)(DG)(DA)(DA)(DG)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG) (DC) (DG)(DG)

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度4 mg/mL
緩衝液pH: 7
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
100.0 mMNaClSodium Chloride
5.0 mMMgCl2Magnesium Chloride
16.8 mMC14H28O6octyl glucoside

詳細: Buffer was made fresh from solid reagents and filtered with a 0.22 um filter.
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
温度最低: 86.0 K / 最高: 86.0 K
特殊光学系球面収差補正装置: Microscope was modified with a Cs corrector with two hexapoles.
エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 15 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3662 / 平均露光時間: 2.0 sec. / 平均電子線量: 60.0 e/Å2 / 詳細: 45 total frames
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 81000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 737980
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.23 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0.1) / 使用した粒子像数: 315574
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.0.1)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

2hoi


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 130 / 当てはまり具合の基準: correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7rhx:
Cryo-EM structure of precleavage Cre tetrameric complex

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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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