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- PDB-9qcc: Activated XauSPARDA filament assembly with bound dsDNA substrate -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9qcc
タイトルActivated XauSPARDA filament assembly with bound dsDNA substrate
要素
  • (dsDNA substrate, ...) x 2
  • DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
  • DUF4365 domain-containing protein
  • Protein argonaute
  • RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
キーワードRNA BINDING PROTEIN / short prokaryotic Argonaute / bacterial defence system / DREN domain / DREN-APAZ
機能・相同性
機能・相同性情報


nucleic acid binding
類似検索 - 分子機能
Domain of unknown function DUF4365 / Domain of unknown function (DUF4365) / Piwi domain / Piwi / Ribonuclease H superfamily / Ribonuclease H-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / DUF4365 domain-containing protein / Protein argonaute
類似検索 - 構成要素
生物種Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)
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: 3 Å
データ登録者Manakova, E.N. / Zaremba, M. / Jurgelaitis, E.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Activation of the SPARDA defense system by filament assembly using a beta-relay signaling mechanism widespread in prokaryotic Argonautes.
著者: Edvinas Jurgelaitis / Evelina Zagorskaitė / Aurimas Kopūstas / Simonas Asmontas / Elena Manakova / Indrė Dalgėdienė / Ugnė Tylenytė / Arunas Silanskas / Paulius Toliusis / Algirdas ...著者: Edvinas Jurgelaitis / Evelina Zagorskaitė / Aurimas Kopūstas / Simonas Asmontas / Elena Manakova / Indrė Dalgėdienė / Ugnė Tylenytė / Arunas Silanskas / Paulius Toliusis / Algirdas Grybauskas / Marijonas Tutkus / Česlovas Venclovas / Mindaugas Zaremba
要旨: Present in all three domains of life, Argonaute proteins use short oligonucleotides as guides to recognize complementary nucleic acid targets. In eukaryotes, Argonautes are involved in RNA silencing, ...Present in all three domains of life, Argonaute proteins use short oligonucleotides as guides to recognize complementary nucleic acid targets. In eukaryotes, Argonautes are involved in RNA silencing, whereas in prokaryotes, they function in host defense against invading DNA. Here, we show that SPARDA (short prokaryotic Argonaute, DNase associated) systems from Xanthobacter autotrophicus (Xau) and Enhydrobacter aerosaccus (Eae) function in anti-plasmid defense. Upon activation, SPARDA nonspecifically degrades both invader and genomic DNA, causing host death, thereby preventing further spread of the invader in the population. X-ray structures of the apo Xau and EaeSPARDA complexes show that they are dimers, unlike other apo short pAgo systems, which are monomers. We show that dimerization in the apo state is essential for inhibition of XauSPARDA activity. We demonstrate by cryo-EM that activated XauSPARDA forms a filament. Upon activation, the recognition signal of the bound guide/target duplex is relayed to other functional XauSPARDA sites through a structural region that we termed the "beta-relay". Owing to dramatic conformational changes associated with guide/target binding, XauSPARDA undergoes a "dimer-monomer-filament" transition as the apo dimer dissociates into the guide/target-loaded monomers that subsequently assemble into the filament. Within the activated filament, the DREN nuclease domains form tetramers that are poised to cleave dsDNA. We show that other SPARDAs also form filaments during activation. Furthermore, we identify the presence of the beta-relay in pAgo from all clades, providing new insights into the structural mechanisms of pAgo proteins. Taken together, these findings reveal the detailed structural mechanism of SPARDA and highlight the importance of the beta-relay mechanism in signal transduction in Argonautes.
履歴
登録2025年3月4日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年12月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Mask / Part number: 1 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月17日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年12月24日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update
改定 1.12025年12月24日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: DUF4365 domain-containing protein
B: Protein argonaute
C: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
D: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
E: DUF4365 domain-containing protein
F: Protein argonaute
G: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
H: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
I: DUF4365 domain-containing protein
J: Protein argonaute
K: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
L: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
M: DUF4365 domain-containing protein
N: Protein argonaute
O: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
P: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
Q: DUF4365 domain-containing protein
R: Protein argonaute
1: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
2: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
U: DUF4365 domain-containing protein
V: Protein argonaute
3: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
4: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
X: Protein argonaute
W: DUF4365 domain-containing protein
5: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
6: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
Y: DUF4365 domain-containing protein
Z: Protein argonaute
7: DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')
8: RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')
S: dsDNA substrate, first strand
T: dsDNA substrate, second strand
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)959,45446
ポリマ－958,97334
非ポリマー48112
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

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タンパク質 , 2種, 16分子 AEIMQUWYBFJNRVXZ

#1: タンパク質
DUF4365 domain-containing protein


分子量: 52420.254 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: N-terminal purification His-tag
由来: (組換発現) Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)
遺伝子: Xaut_0433 / プラスミド: pBAD / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A7ICE8
#2: タンパク質
Protein argonaute


分子量: 53589.664 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)
遺伝子: Xaut_0434 / プラスミド: pBAD / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: A7ICE9

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DsDNA substrate, ... , 2種, 2分子 ST

#5: DNA鎖 dsDNA substrate, first strand


分子量: 12994.325 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: first strand of dsDNA substrate / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)
#6: DNA鎖 dsDNA substrate, second strand


分子量: 12862.349 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: complementary strand of dsDNA substrate / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)

-
DNA鎖 / RNA鎖 / 非ポリマー , 3種, 28分子 CGKO1357DHLP2468

#3: DNA鎖
DNA (5'-D(*AP*TP*TP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*TP*GP*TP*AP*CP*AP*AP*T)-3')


分子量: 5202.384 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: DNA target strand / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)
#4: RNA鎖
RNA (5'-R(P*AP*UP*UP*GP*UP*AP*CP*AP*CP*GP*GP*CP*CP*GP*AP*AP*U)-3')


分子量: 5427.286 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: 5'-P RNA guide strand / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)
#7: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 12 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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

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試料調製

構成要素
ID名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1Filament assembly of activated XauSPARDA binary monomers in the presence of dsDNA substrateCOMPLEXSPARDA binary monomers are activated upon binding of guide 5'p-RNA and complementary DNA target (component 1). Activated monomers oligomerise into filament-like structure, that supports the tetrameric assembly of DREN-domains (component 2) which unspecifically binds dsDNA substrate#1-#60RECOMBINANT
2Activated XauSPARDA binary monomer containing bound 5'p-RNA guide and complementary DNA targetCOMPLEXXauSPARDA binary monomer binds 5'p-RNA guide and complementary DNA target strand in the presence of calcium ion#1-#41RECOMBINANT
3DREN-domains tetramer with bound dsDNA substrateCOMPLEXDREN-domains tetramer assembled upon oligomerization of activated binary monomers in the presence of dsDNA and calcium#1, #5-#61RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID値 (°)実験値
111.028 MDaNO
210.127 MDaNO
310.22 MDaNO
41NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)78245
32Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)78245
43Xanthobacter autotrophicus Py2 (バクテリア)78245
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株プラスミド
21Escherichia coli (大腸菌)562BL21pBAD
32Escherichia coli (大腸菌)562BL21pBAD
43Escherichia coli (大腸菌)562BL21pBAD
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称Buffer-ID
120 mMtris HCl1
2100 mMNaCl1
32 mMCACl21
試料濃度: 1.96 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Solution containing activated XauSPARDA monomers was mixed with solution containing dsDNA substrate and centrifugated before applying on the grid.
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277 K

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS GLACIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: SPOT SCAN
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 92000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: BASIC
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN / 試料ホルダーモデル: OTHER
撮影平均露光時間: 46.33 sec. / 電子線照射量: 30 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 1946

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARCv.4.2.1粒子像選択
4cryoSPARCv.4.2.1CTF補正
7UCSF Chimera1.17モデルフィッティングFitting of monomrs into map
9cryoSPARCv.4.2.1初期オイラー角割当
10cryoSPARCv.4.2.1最終オイラー角割当
11cryoSPARCv.4.2.1分類
12cryoSPARCv.4.2.1３次元再構成
13PHENIX1.20_4459モデル精密化phenix.real_space_refine
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 6077663 / 詳細: Template picking
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 204199 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 詳細: Local refinement within mask / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築B value: 131 / プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1 / Accession code: 9QBQ / PDB-ID: 9QBQ

9qbq

/ Source name: PDB / タイプ: experimental model

IDPDB chain-IDChain-ID詳細
1CCapo XauSPARDA DREN-APAZ subunit
2DDapo XauSPARDA Ago subunit

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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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