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- EMDB-20867: Cryo-EM structure of the Escherichia coli McrBC complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-20867
タイトルCryo-EM structure of the Escherichia coli McrBC complex
マップデータFL-EcMcrBC
試料
  • 細胞器官・細胞要素: Complex of the full-length E. coli McrBC
    • タンパク質・ペプチド: 5-methylcytosine-specific restriction enzyme B
    • タンパク質・ペプチド: Protein McrC
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 5'-GUANOSINE-DIPHOSPHATE-MONOTHIOPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードEndonuclease / AAA protein / GTPase / Methylation-dependent restriction / DNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


type IV site-specific deoxyribonuclease activity / restriction endodeoxyribonuclease activity / endonuclease complex / double-stranded methylated DNA binding / hemi-methylated DNA-binding / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA restriction-modification system / DNA catabolic process / endonuclease activity / GTPase activity ...type IV site-specific deoxyribonuclease activity / restriction endodeoxyribonuclease activity / endonuclease complex / double-stranded methylated DNA binding / hemi-methylated DNA-binding / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / DNA restriction-modification system / DNA catabolic process / endonuclease activity / GTPase activity / GTP binding / ATP hydrolysis activity / DNA binding / ATP binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
5-methylcytosine restriction system component, bacterial / Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrBC / McrBC 5-methylcytosine restriction system component / Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrB subunit, DNA-binding domain / MrcB-like, N-terminal domain / : / ATPase, dynein-related, AAA domain / AAA domain (dynein-related subfamily) / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrB subunit / Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrBC
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.28 Å
データ登録者Niu Y / Suzuki H
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM120242 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2020
タイトル: Structural asymmetry governs the assembly and GTPase activity of McrBC restriction complexes.
著者: Yiming Niu / Hiroshi Suzuki / Christopher J Hosford / Thomas Walz / Joshua S Chappie /
要旨: McrBC complexes are motor-driven nucleases functioning in bacterial self-defense by cleaving foreign DNA. The GTP-specific AAA + protein McrB powers translocation along DNA and its hydrolysis ...McrBC complexes are motor-driven nucleases functioning in bacterial self-defense by cleaving foreign DNA. The GTP-specific AAA + protein McrB powers translocation along DNA and its hydrolysis activity is stimulated by its partner nuclease McrC. Here, we report cryo-EM structures of Thermococcus gammatolerans McrB and McrBC, and E. coli McrBC. The McrB hexamers, containing the necessary catalytic machinery for basal GTP hydrolysis, are intrinsically asymmetric. This asymmetry directs McrC binding so that it engages a single active site, where it then uses an arginine/lysine-mediated hydrogen-bonding network to reposition the asparagine in the McrB signature motif for optimal catalytic function. While the two McrBC complexes use different DNA-binding domains, these contribute to the same general GTP-recognition mechanism employed by all G proteins. Asymmetry also induces distinct inter-subunit interactions around the ring, suggesting a coordinated and directional GTP-hydrolysis cycle. Our data provide insights into the conserved molecular mechanisms governing McrB family AAA + motors.
履歴
登録2019年10月29日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年1月29日-
マップ公開2020年10月21日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6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: 0.025
  • 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: 0.025
  • 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-6ut6
  • 表面レベル: 0.025
  • UCSF Chimera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_20867.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_20867.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈FL-EcMcrBC
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.025 / ムービー #1: 0.025
最小 - 最大-0.124876484 - 0.19244
平均 (標準偏差)-0.00013476788 (±0.0027838326)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 400.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z111
M x/y/z400400400
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z400.000400.000400.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ9482110
NX/NY/NZ11313776
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS400400400
D min/max/mean-0.1250.192-0.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_20867_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: Half map 2

ファイルemd_20867_half_map_1.map
注釈Half map 2
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: Half map 1

ファイルemd_20867_half_map_2.map
注釈Half map 1
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 : Complex of the full-length E. coli McrBC

全体名称: Complex of the full-length E. coli McrBC
要素
  • 細胞器官・細胞要素: Complex of the full-length E. coli McrBC
    • タンパク質・ペプチド: 5-methylcytosine-specific restriction enzyme B
    • タンパク質・ペプチド: Protein McrC
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 5'-GUANOSINE-DIPHOSPHATE-MONOTHIOPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Complex of the full-length E. coli McrBC

超分子名称: Complex of the full-length E. coli McrBC / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Escherichia coli (strain K12) (大腸菌)

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分子 #1: 5-methylcytosine-specific restriction enzyme B

分子名称: 5-methylcytosine-specific restriction enzyme B / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ
由来(天然)生物種: Escherichia coli (strain K12) (大腸菌) / 株: K12
分子量理論値: 53.212035 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MESIQPWIEK FIKQAQQQRS QSTKDYPTSY RNLRVKLSFG YGNFTSIPWF AFLGEGQEAS NGIYPVILYY KDFDELVLAY GISDTNEPH AQWQFSSDIP KTIAEYFQAT SGVYPKKYGQ SYYACSQKVS QGIDYTRFAS MLDNIINDYK LIFNSGKSVI P PMSKTESY ...文字列:
MESIQPWIEK FIKQAQQQRS QSTKDYPTSY RNLRVKLSFG YGNFTSIPWF AFLGEGQEAS NGIYPVILYY KDFDELVLAY GISDTNEPH AQWQFSSDIP KTIAEYFQAT SGVYPKKYGQ SYYACSQKVS QGIDYTRFAS MLDNIINDYK LIFNSGKSVI P PMSKTESY CLEDALNDLF IPETTIETIL KRLTIKKNII LQGPPGVGKT FVARRLAYLL TGEKAPQRVN MVQFHQSYSY ED FIQGYRP NGVGFRRKDG IFYNFCQQAK EQPEKKYIFI IDEINRANLS KVFGEVMMLM EHDKRGENWS VPLTYSENDE ERF YVPENV YIIGLMNTAD RSLAVVDYAL RRRFSFIDIE PGFDTPQFRN FLLNKKAEPS FVESLCQKMN ELNQEISKEA TILG KGFRI GHSYFCCGLE DGTSPDTQWL NEIVMTDIAP LLEEYFFDDP YKQQKWTNKL LGDS

UniProtKB: Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrB subunit

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分子 #2: Protein McrC

分子名称: Protein McrC / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (strain K12) (大腸菌) / 株: K12
分子量理論値: 40.643625 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MEQPVIPVRN IYYMLTYAWG YLQEIKQANL EAIPGNNLLD ILGYVLNKGV LQLSRRGLEL DYNPNTEIIP GIKGRIEFAK TIRGFHLNH GKTVSTFDML NEDTLANRII KSTLAILIKH EKLNSTIRDE ARSLYRKLPG ISTLHLTPQH FSYLNGGKNT R YYKFVISV ...文字列:
MEQPVIPVRN IYYMLTYAWG YLQEIKQANL EAIPGNNLLD ILGYVLNKGV LQLSRRGLEL DYNPNTEIIP GIKGRIEFAK TIRGFHLNH GKTVSTFDML NEDTLANRII KSTLAILIKH EKLNSTIRDE ARSLYRKLPG ISTLHLTPQH FSYLNGGKNT R YYKFVISV CKFIVNNSIP GQNKGHYRFY DFERNEKEMS LLYQKFLYEF CRRELTSANT TRSYLKWDAS SISDQSLNLL PR METDITI RSSEKILIVD AKYYKSIFSR RMGTEKFHSQ NLYQLMNYLW SLKPENGENI GGLLIYPHVD TAVKHRYKIN GFD IGLCTV NLGQEWPCIH QELLDIFDEY LK

UniProtKB: Type IV methyl-directed restriction enzyme EcoKMcrBC

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分子 #3: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: GDP
分子量理論値: 443.201 Da
Chemical component information

ChemComp-GDP:
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #4: 5'-GUANOSINE-DIPHOSPHATE-MONOTHIOPHOSPHATE

分子名称: 5'-GUANOSINE-DIPHOSPHATE-MONOTHIOPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 5 / 式: GSP
分子量理論値: 539.246 Da
Chemical component information

ChemComp-GSP:
5'-GUANOSINE-DIPHOSPHATE-MONOTHIOPHOSPHATE / GTP-γ-S

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分子 #5: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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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16.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / 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FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-40 / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1161 / 平均露光時間: 20.0 sec. / 平均電子線量: 4.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD
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

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0.6) / 使用した粒子像数: 106684
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 3次元分類クラス数: 3 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.4.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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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://pdbjlc1.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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