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- EMDB-29561: Cryo-EM structure of Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29561
タイトルCryo-EM structure of Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex
    • タンパク質・ペプチド: Cas2-DEDDh
    • タンパク質・ペプチド: Cas1
    • DNA: DNA (28-MER)
    • DNA: DNA (28-MER)
キーワードCRISPR / integrase / CRISPR adaptation module / PAM / prespacer / exonuclease / DNA binding protein-DNA complex / enzyme / ribonucleoprotein
生物種Megasphaera (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.1 Å
データ登録者Skopintsev P / Tuck OT / Soczek KM / Doudna J
資金援助 米国, スイス, 3件
OrganizationGrant number国
National Science Foundation (NSF, United States)DGE 1752814 米国
National Science Foundation (NSF, United States)DGE 2146752 米国
Swiss National Science FoundationP2EZP3_195621 スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Genome expansion by a CRISPR trimmer-integrase.
著者: Joy Y Wang / Owen T Tuck / Petr Skopintsev / Katarzyna M Soczek / Gary Li / Basem Al-Shayeb / Julia Zhou / Jennifer A Doudna /
要旨: CRISPR-Cas adaptive immune systems capture DNA fragments from invading mobile genetic elements and integrate them into the host genome to provide a template for RNA-guided immunity. CRISPR systems ...CRISPR-Cas adaptive immune systems capture DNA fragments from invading mobile genetic elements and integrate them into the host genome to provide a template for RNA-guided immunity. CRISPR systems maintain genome integrity and avoid autoimmunity by distinguishing between self and non-self, a process for which the CRISPR/Cas1-Cas2 integrase is necessary but not sufficient. In some microorganisms, the Cas4 endonuclease assists CRISPR adaptation, but many CRISPR-Cas systems lack Cas4. Here we show here that an elegant alternative pathway in a type I-E system uses an internal DnaQ-like exonuclease (DEDDh) to select and process DNA for integration using the protospacer adjacent motif (PAM). The natural Cas1-Cas2/exonuclease fusion (trimmer-integrase) catalyses coordinated DNA capture, trimming and integration. Five cryo-electron microscopy structures of the CRISPR trimmer-integrase, visualized both before and during DNA integration, show how asymmetric processing generates size-defined, PAM-containing substrates. Before genome integration, the PAM sequence is released by Cas1 and cleaved by the exonuclease, marking inserted DNA as self and preventing aberrant CRISPR targeting of the host. Together, these data support a model in which CRISPR systems lacking Cas4 use fused or recruited exonucleases for faithful acquisition of new CRISPR immune sequences.
履歴
登録2023年1月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年5月3日-
マップ公開2023年5月3日-
更新2024年6月19日-
現状2024年6月19日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_29561.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_29561.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.115 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.2
最小 - 最大-0.9041372 - 1.5032636
平均 (標準偏差)-0.0009808809 (±0.031612698)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 267.6 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_29561_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_29561_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_29561_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_29561_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 : Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex

全体名称: Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex
要素
  • 複合体: Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex
    • タンパク質・ペプチド: Cas2-DEDDh
    • タンパク質・ペプチド: Cas1
    • DNA: DNA (28-MER)
    • DNA: DNA (28-MER)

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超分子 #1: Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex

超分子名称: Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Megasphaera (バクテリア)
分子量理論値: 222 KDa

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分子 #1: Cas2-DEDDh

分子名称: Cas2-DEDDh / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Megasphaera (バクテリア)
分子量理論値: 32.632615 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MPMTVITLKN VPQSLRGDLT RWMQEIATGV YVGNFNSRIR EYLWRRVQET MGAGEASMCF AARNELGYDF LTENASRSVI DYDGLPLIF IPKEQSAVSD LPKGFSTAAK LHRAHIAGSG KKKEKPIRYV VIDIETDGKD AKRNHILEIG AIRCEDGKET H FTALISGD ...文字列:
MPMTVITLKN VPQSLRGDLT RWMQEIATGV YVGNFNSRIR EYLWRRVQET MGAGEASMCF AARNELGYDF LTENASRSVI DYDGLPLIF IPKEQSAVSD LPKGFSTAAK LHRAHIAGSG KKKEKPIRYV VIDIETDGKD AKRNHILEIG AIRCEDGKET H FTALISGD AVPPSITKLT GITATLLQKE GQEEKKVLTA FREFIGDDDL VGYHVSFDIE FLRQAFKKYG LGYLKNKTHD LL RIVKKEQ LFQADYKLET SLQSYGIHKK VPHRALGDAE LVKCLAKKLN KF

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分子 #2: Cas1

分子名称: Cas1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Megasphaera (バクテリア)
分子量理論値: 35.022074 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MAGPIIAGKS ESSELPRVED RATFIYIEHA KINRVDSAVT VAEAKGVVRI PAAMIGVLLL GPGTDISHRA VELLGDTGTA LVWVGEQGV RYYASGRALA RSTRFLVKQA ELVTNERSRL RVARRMYQMR FPTEDVSKLT MQQLRSHEGA RVRRKYRELS K KYNVPWKK ...文字列:
MAGPIIAGKS ESSELPRVED RATFIYIEHA KINRVDSAVT VAEAKGVVRI PAAMIGVLLL GPGTDISHRA VELLGDTGTA LVWVGEQGV RYYASGRALA RSTRFLVKQA ELVTNERSRL RVARRMYQMR FPTEDVSKLT MQQLRSHEGA RVRRKYRELS K KYNVPWKK RVYNPDDFAG GDPINQALSA AHVALYGLVH SVVAALGLSP GLGFVHTGHD RSFIYDVADL YKAEITVPIA FA VAAEAEE GQDIGQLARL RTRDAFVDGK ILKRMVKDLQ TLLEIPEEGQ IEAEPLSLWD DKEKLVPYGV NYSEVTSCP

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分子 #3: DNA (28-MER)

分子名称: DNA (28-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Megasphaera (バクテリア)
分子量理論値: 8.629578 KDa
配列文字列:
(DG)(DC)(DA)(DA)(DC)(DC)(DA)(DC)(DT)(DT) (DG)(DT)(DG)(DC)(DA)(DT)(DC)(DA)(DT)(DG) (DA)(DG)(DT)(DG)(DA)(DT)(DG)(DA)

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分子 #4: DNA (28-MER)

分子名称: DNA (28-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Megasphaera (バクテリア)
分子量理論値: 8.661576 KDa
配列文字列:
(DA)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DG)(DA)(DT)(DG) (DC)(DA)(DC)(DA)(DA)(DG)(DT)(DG)(DG)(DT) (DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DG)(DT)(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

緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 材質: COPPER / 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
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 281 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Talos Arctica / 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: OTHER / 詳細: Ab-initio map calculated in cryoSPARC
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: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2.0) / 使用した粒子像数: 461266
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2.0)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 3.2.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-8fy9:
Cryo-EM structure of Cas1:Cas2-DEDDh:PAM-deficient prespacer 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://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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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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