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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7las | |||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of PCV2 Replicase bound to ssDNA | |||||||||||||||
要素 |
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キーワード | REPLICATION / HYDROLASE/DNA / Rolling circle replication / CRESS-DNA virus / SF3 helicase / Porcine Circovirus / PCV2 / HYDROLASE-DNA complex | |||||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 endodeoxyribonuclease activity, producing 5'-phosphomonoesters / nucleotidyltransferase activity / DNA replication / RNA helicase activity / nucleotide binding / host cell nucleus / DNA binding / RNA binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||||||||
生物種 | Porcine circovirus 2 (ウイルス) Escherichia coli (大腸菌) | |||||||||||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.4 Å | |||||||||||||||
データ登録者 | Khayat, R. | |||||||||||||||
資金援助 | 米国, 4件
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引用 | ジャーナル: mBio / 年: 2021 タイトル: Mechanism of DNA Interaction and Translocation by the Replicase of a Circular Rep-Encoding Single-Stranded DNA Virus. 著者: Elvira Tarasova / Sonali Dhindwal / Matthew Popp / Sakeenah Hussain / Reza Khayat / 要旨: Circular Rep-encoding single-stranded DNA (CRESS-DNA) viruses infect members from all three domains of life (, , and ). The replicase (Rep) from these viruses is responsible for initiating rolling ...Circular Rep-encoding single-stranded DNA (CRESS-DNA) viruses infect members from all three domains of life (, , and ). The replicase (Rep) from these viruses is responsible for initiating rolling circle replication (RCR) of their genomes. Rep is a multifunctional enzyme responsible for nicking and ligating ssDNA and unwinding double-stranded DNA (dsDNA). We report the structure of porcine circovirus 2 (PCV2) Rep bound to ADP and single-stranded DNA (ssDNA), and Rep bound to ADP and double-stranded DNA (dsDNA). The structures demonstrate Rep to be a member of the superfamily 3 (SF3) of ATPases Associated with diverse cellular Activities (AAA) superfamily clade 4. At the Rep N terminus is an endonuclease domain () that is responsible for ssDNA nicking and ligation, in the center of Rep is an oligomerization domain () responsible for hexamerization, and at the C terminus is an ATPase domain () responsible for ssDNA/dsDNA interaction and translocation. The Rep binds to DNA such that the faces the replication fork. The six spiral around the DNA to interact with the backbone phosphates from four consecutive nucleotides. Three of the six are able to sense the backbone phosphates from the second strand of dsDNA. Heterogeneous classification of the data demonstrates the and to be mobile. Furthermore, we demonstrate that Rep exhibits basal nucleoside triphosphatase (NTPase) activity. CRESS-DNA viruses encompass a significant portion of the biosphere's virome. However, little is known about the structure of Rep responsible for initiating the RCR of CRESS-DNA viruses. We use cryo-electron microscopy (cryo-EM) to determine the structure of PCV2 Rep in complex with ADP and ss/dsDNA. Our structures demonstrate CRESS-DNA Reps to be SF3 members (clade 4) of the AAA+ superfamily. The structures further provide the mechanism by which CRESS-DNA virus Reps recognize DNA and translocate DNA for genome replication. Our structures also demonstrate the and of PCV2 Rep to be highly mobile. We propose the mobile nature of these domains to be necessary for proper functioning of Reps. We further demonstrate that Reps exhibit basal NTPase activity. Our studies also provide initial insight into the mechanism of RCR. | |||||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 7las.cif.gz | 391.9 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7las.ent.gz | 317.1 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 7las.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 7las_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7las_full_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | |
XML形式データ | 7las_validation.xml.gz | 37.4 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7las_validation.cif.gz | 54.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/la/7las ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/la/7las | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 35876.500 Da / 分子数: 6 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Porcine circovirus 2 (ウイルス) / 遺伝子: rep, ORF1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) 参照: UniProt: Q6TC59, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 #2: DNA鎖 | | 分子量: 4236.762 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) #3: DNA鎖 | | 分子量: 3069.030 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Porcine circovirus 2 (ウイルス) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) #4: 化合物 | ChemComp-ADP / #5: 化合物 | ChemComp-MG / 研究の焦点であるリガンドがあるか | Y | |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法 |
-試料調製
構成要素 | 名称: PCV2 Replicase in complex with ssDNA / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#3 / 由来: RECOMBINANT |
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分子量 | 値: 0.216 MDa / 実験値: NO |
由来(天然) | 生物種: Porcine circovirus 2 (ウイルス) |
由来(組換発現) | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
緩衝液 | pH: 8.2 詳細: 20 mM HEPES, pH 8.2, 500 mM NaCl, 0.2 mM TCEP, 10 mM MgCl2 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES 詳細: Sample was monodisperse according to size exclusion chromatography |
試料支持 | グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil |
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K 詳細: 4 uL samples were applied to the grids for 3 seconds and blotted using a blot force of 2, a blot time of 4 seconds, and a drain time of 0 seconds. |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD |
撮影 | 平均露光時間: 6 sec. / 電子線照射量: 71.8 e/Å2 / 検出モード: COUNTING フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k) 撮影したグリッド数: 1 |
-解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.18.2_3874: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 4.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 43282 / 詳細: Global resolution according to 3DFSC / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | B value: 65.3 / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: Correlation coefficient | ||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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