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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-29565 | ||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of Cas1:Cas2-DEDDh:half-site integration complex bent CRISPR repeat conformation | ||||||||||||
マップデータ | |||||||||||||
試料 |
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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: 3.9 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
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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 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_29565.map.gz | 42.6 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-29565-v30.xml emd-29565.xml | 24.1 KB 24.1 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_29565_fsc.xml | 7.9 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_29565.png | 92 KB | ||
マスクデータ | emd_29565_msk_1.map | 52.7 MB | マスクマップ | |
Filedesc metadata | emd-29565.cif.gz | 6.6 KB | ||
その他 | emd_29565_additional_1.map.gz emd_29565_half_map_1.map.gz emd_29565_half_map_2.map.gz | 25.6 MB 42 MB 42 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-29565 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-29565 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_29565_validation.pdf.gz | 832.9 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_29565_full_validation.pdf.gz | 832.5 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_29565_validation.xml.gz | 15.8 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_29565_validation.cif.gz | 20.2 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-29565 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-29565 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_29565.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.115 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-マスク #1
ファイル | emd_29565_msk_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-追加マップ: #1
ファイル | emd_29565_additional_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_29565_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_29565_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
-全体 : Cas1:Cas2-DEDDh:half-site integration complex
全体 | 名称: Cas1:Cas2-DEDDh:half-site integration complex |
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要素 |
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-超分子 #1: Cas1:Cas2-DEDDh:half-site integration complex
超分子 | 名称: Cas1:Cas2-DEDDh:half-site integration complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#6 |
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由来(天然) | 生物種: Megasphaera (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 272 KDa |
-分子 #1: DNA (49-MER)
分子 | 名称: DNA (49-MER) / タイプ: dna / ID: 1 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: Megasphaera (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 23.953268 KDa |
配列 | 文字列: (DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG) (DA)(DT)(DC)(DA)(DC)(DC)(DC)(DC)(DC)(DG) (DC)(DT)(DC)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DG) (DG)(DA)(DA)(DA)(DG)(DA)(DC)(DA)(DG)(DT) (DA) (DA)(DT)(DG)(DG)(DA) ...文字列: (DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG) (DA)(DT)(DC)(DA)(DC)(DC)(DC)(DC)(DC)(DG) (DC)(DT)(DC)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DG) (DG)(DA)(DA)(DA)(DG)(DA)(DC)(DA)(DG)(DT) (DA) (DA)(DT)(DG)(DG)(DA)(DT)(DT)(DC) (DC)(DT)(DT)(DT)(DA)(DT)(DT)(DT)(DT)(DC) (DG)(DC) (DC)(DC)(DT)(DT)(DT)(DT)(DA) (DC)(DG)(DC)(DT)(DT)(DA)(DC)(DT)(DG)(DA) (DC) |
-分子 #4: DNA (64-MER)
分子 | 名称: DNA (64-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: Megasphaera (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 19.721586 KDa |
配列 | 文字列: (DA)(DG)(DA)(DT)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DC) (DC)(DA)(DG)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DC)(DG) (DT)(DT)(DT)(DC)(DA)(DT)(DG)(DA)(DG) (DT)(DC)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DC)(DG)(DC) (DA) (DC)(DG)(DA)(DG)(DC) ...文字列: (DA)(DG)(DA)(DT)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DC) (DC)(DA)(DG)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DC)(DG) (DT)(DT)(DT)(DC)(DA)(DT)(DG)(DA)(DG) (DT)(DC)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DC)(DG)(DC) (DA) (DC)(DG)(DA)(DG)(DC)(DG)(DG)(DG) (DG)(DG)(DT)(DG)(DA)(DT)(DC)(DC)(DC)(DA) (DC)(DG) (DC)(DG)(DC)(DA) |
-分子 #5: DNA (30-MER)
分子 | 名称: DNA (30-MER) / タイプ: dna / ID: 5 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: Megasphaera (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 10.106497 KDa |
配列 | 文字列: (DA)(DA)(DA)(DC)(DG)(DG)(DA)(DG)(DA)(DC) (DC)(DT)(DG)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DA) (DT)(DC)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DT) (DT)(DC)(DC)(DC) |
-分子 #6: DNA (13-MER)
分子 | 名称: DNA (13-MER) / タイプ: dna / ID: 6 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: Megasphaera (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 13.655844 KDa |
配列 | 文字列: (DA)(DC)(DG)(DT)(DC)(DA)(DG)(DT)(DA)(DA) (DG)(DC)(DG)(DT)(DA)(DA)(DA)(DA)(DG)(DG) (DG)(DC)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)(DT)(DA) (DA)(DA)(DG)(DG)(DA)(DA)(DT)(DC)(DC)(DA) (DT) (DT)(DA)(DC)(DT) |
-分子 #2: Cas2-DEDDh
分子 | 名称: Cas2-DEDDh / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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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 |
-分子 #3: Cas1
分子 | 名称: Cas1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO |
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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 |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.5 |
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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: GOLD / 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 |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TALOS ARCTICA |
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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 |
+画像解析
-原子モデル構築 1
精密化 | 空間: REAL / プロトコル: OTHER |
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得られたモデル | PDB-8fyd: |