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- EMDB-36986: Cryo-EM structure of Crt-SPARTA-gRNA-tDNA dimer (conformation-1) -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36986
タイトルCryo-EM structure of Crt-SPARTA-gRNA-tDNA dimer (conformation-1)
マップデータ
試料
  • 複合体: The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA
    • タンパク質・ペプチド: Piwi domain-containing protein
    • タンパク質・ペプチド: TIR domain-containing protein
    • DNA: DNA (45-mer)
    • RNA: RNA (5'-R(P*UP*GP*AP*GP*GP*UP*AP*GP*UP*AP*GP*GP*UP*UP*GP*UP*AP*UP*AP*GP*U)-3')
キーワードAgo / DNA/RNA / Dimer / DNA BINDING PROTEIN (DNA結合タンパク質) / CELL INVASION / DNA-RNA-CELL INVASION complex
機能・相同性TIR domain / Toll/interleukin-1 receptor homology (TIR) domain / Toll/interleukin-1 receptor homology (TIR) domain superfamily / Ribonuclease H superfamily / nucleic acid binding / Ribonuclease H-like superfamily / シグナル伝達 / Piwi domain-containing protein / TIR domain-containing protein
機能・相同性情報
生物種Thermoflavifilum thermophilum (バクテリア) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.49 Å
データ登録者Gao X / Shang K / Zhu K / Wang L / Mu Z / Fu X / Yu X / Qin B / Zhu H / Ding W / Cui S
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Nucleic-acid-triggered NADase activation of a short prokaryotic Argonaute.
著者: Xiaopan Gao / Kun Shang / Kaixiang Zhu / Linyue Wang / Zhixia Mu / Xingke Fu / Xia Yu / Bo Qin / Hongtao Zhu / Wei Ding / Sheng Cui /
要旨: Argonaute (Ago) proteins mediate RNA- or DNA-guided inhibition of nucleic acids. Although the mechanisms used by eukaryotic Ago proteins and long prokaryotic Ago proteins (pAgos) are known, that used ...Argonaute (Ago) proteins mediate RNA- or DNA-guided inhibition of nucleic acids. Although the mechanisms used by eukaryotic Ago proteins and long prokaryotic Ago proteins (pAgos) are known, that used by short pAgos remains elusive. Here we determined the cryo-electron microscopy structures of a short pAgo and the associated TIR-APAZ proteins (SPARTA) from Crenotalea thermophila (Crt): a free-state Crt-SPARTA; a guide RNA-target DNA-loaded Crt-SPARTA; two Crt-SPARTA dimers with distinct TIR organization; and a Crt-SPARTA tetramer. These structures reveal that Crt-SPARTA is composed of a bilobal-fold Ago lobe that connects with a TIR lobe. Whereas the Crt-Ago contains a MID and a PIWI domain, Crt-TIR-APAZ has a TIR domain, an N-like domain, a linker domain and a trigger domain. The bound RNA-DNA duplex adopts a B-form conformation that is recognized by base-specific contacts. Nucleic acid binding causes conformational changes because the trigger domain acts as a 'roadblock' that prevents the guide RNA 5' ends and the target DNA 3' ends from reaching their canonical pockets; this disorders the MID domain and promotes Crt-SPARTA dimerization. Two RNA-DNA-loaded Crt-SPARTA dimers form a tetramer through their TIR domains. Four Crt-TIR domains assemble into two parallel head-to-tail-organized TIR dimers, indicating an NADase-active conformation, which is supported by our mutagenesis study. Our results reveal the structural basis of short-pAgo-mediated defence against invading nucleic acids, and provide insights for optimizing the detection of SPARTA-based programmable DNA sequences.
履歴
登録2023年8月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年10月18日-
マップ公開2023年10月18日-
更新2024年2月7日-
現状2024年2月7日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_36986.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_36986.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.04 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.2
最小 - 最大-0.28218296 - 0.8888461
平均 (標準偏差)0.0006772044 (±0.0392465)
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: 266.24 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_36986_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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追加マップ: #1

ファイルemd_36986_additional_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_36986_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)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_36986_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 : The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA

全体名称: The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA
要素
  • 複合体: The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA
    • タンパク質・ペプチド: Piwi domain-containing protein
    • タンパク質・ペプチド: TIR domain-containing protein
    • DNA: DNA (45-mer)
    • RNA: RNA (5'-R(P*UP*GP*AP*GP*GP*UP*AP*GP*UP*AP*GP*GP*UP*UP*GP*UP*AP*UP*AP*GP*U)-3')

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超分子 #1: The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA

超分子名称: The dimer of prokaryotic Argonaute System with DNA and RNA
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #3-#4, #1-#2
由来(天然)生物種: Thermoflavifilum thermophilum (バクテリア)

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分子 #1: DNA (45-mer)

分子名称: DNA (45-mer) / タイプ: dna / ID: 1 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 13.721869 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DA)(DC)(DG)(DA)(DC)(DG)(DG)(DC) (DC)(DA)(DG)(DT)(DG)(DC)(DC)(DA)(DA)(DG) (DC)(DA)(DA)(DA)(DC)(DT)(DA)(DT)(DA) (DC)(DA)(DA)(DC)(DC)(DT)(DA)(DC)(DT)(DA) (DC) (DC)(DT)(DC)(DA)(DT)

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分子 #2: RNA (5'-R(P*UP*GP*AP*GP*GP*UP*AP*GP*UP*AP*GP*GP*UP*UP*GP*UP*AP*UP...

分子名称: RNA (5'-R(P*UP*GP*AP*GP*GP*UP*AP*GP*UP*AP*GP*GP*UP*UP*GP*UP*AP*UP*AP*GP*U)-3')
タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 2
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 6.812045 KDa
配列文字列:
UGAGGUAGUA GGUUGUAUAG U

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分子 #3: Piwi domain-containing protein

分子名称: Piwi domain-containing protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Thermoflavifilum thermophilum (バクテリア)
分子量理論値: 58.304848 KDa
組換発現生物種: Expression vector pET-mod (その他)
配列文字列: MKELIYIEEP SILFAHGQKC TDPRDGLALF GPLNQIYGIK SGVVGTQKGL QIFKSYLDKI QKPIYNHNNI TRPMFPGFEA VFGCKWESQ NIVFKEITDE EIRRYLFNAS THKRTYDLVT LFNDKIITAN KNDEERVDVW FVIVPEEIYK YCRPNSVLPN E LVQTKSLI ...文字列:
MKELIYIEEP SILFAHGQKC TDPRDGLALF GPLNQIYGIK SGVVGTQKGL QIFKSYLDKI QKPIYNHNNI TRPMFPGFEA VFGCKWESQ NIVFKEITDE EIRRYLFNAS THKRTYDLVT LFNDKIITAN KNDEERVDVW FVIVPEEIYK YCRPNSVLPN E LVQTKSLI SKSKAKSFRY TPTLFEEFNK KLKEVEKEAK TYNYDAQFHD QLKARLLEHT IPTQILREST LAWRDFKNTF GA PIRDFSK IEGHLAWTIS TAAYYKAGGK PWKLGDIRPG VCYLGLVYKK IEKSKNPQNA CCAAQMFLDN GDGTVFKGEV GPW YNPEKG EYHLKPKEAK ALLTQALESY KEQNKSYPKE VFIHARTRFN DEEWNAFNEV TPKNTNLVGV TITKSKPLKL YKTE GAFPI MRGNAYIVDE KKAFLWTLGF VPKLQSTLSM EVPNPIFIEI NKGEAEIQQV LKDILALTKL NYNACIYADG EPVTL RFAN KIGEILTAST EIKTPPLAFK YYI

UniProtKB: Piwi domain-containing protein

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分子 #4: TIR domain-containing protein

分子名称: TIR domain-containing protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Thermoflavifilum thermophilum (バクテリア)
分子量理論値: 53.256734 KDa
組換発現生物種: Expression vector pET-mod (その他)
配列文字列: MRNKIFISHA TPEDDDFTRW LSLKLIGLGY EVWCDILFLD KGVDFWSTIE KEIRENTCKF LIVSSTAGNK REGVLKELAV ATKVKKHLQ DDMFIIPLAI DENLSYDDIN IEIVRLNAID FKKSWAKGLQ DLLDAFEKQN VPKKPPDHSK SNLLYQQIFL H DKQAIEKE ...文字列:
MRNKIFISHA TPEDDDFTRW LSLKLIGLGY EVWCDILFLD KGVDFWSTIE KEIRENTCKF LIVSSTAGNK REGVLKELAV ATKVKKHLQ DDMFIIPLAI DENLSYDDIN IEIVRLNAID FKKSWAKGLQ DLLDAFEKQN VPKKPPDHSK SNLLYQQIFL H DKQAIEKE ETYDSNWFPI ISFPNELRFH RYDWRLPKQF DVRTLAFPAI RYKEYLCTFA WEYDFIHQLP KTETYNGQES IR ISTSDIL SGRYDTDFIR NYECQRLIVQ LINKAFELRM KDKNVREYQM SKTFAYWIEK GKLEKDKFEK IKLVGKQKNK YWH FGISAA GKLYPSPVLM VSSHIIFTMD GINLIKSKSI QHSSRRKQGK NWWNDKWREK LLAFIRFLSD DQNAIYLNVG SEEK ILISN KPLKFFGKMS YVTPSEVTLE EESVLADINN FEEDTEDLDE LEDIE

UniProtKB: TIR domain-containing protein

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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

緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系最大 デフォーカス（補正後）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 1.8 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm
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
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 66.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.49 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 614651

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-8k9g:
Cryo-EM structure of Crt-SPARTA-gRNA-tDNA dimer (conformation-1)

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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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