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- EMDB-23250: Cryo-EM structure of PCV2 Replicase bound to ssDNA -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23250
タイトルCryo-EM structure of PCV2 Replicase bound to ssDNA
マップデータCryo-EM map of PCV2 Replicase in complex with dsDNA at 4.4 Angstrom resolution
試料
  • 複合体: PCV2 Replicase in complex with ssDNA
    • タンパク質・ペプチド: ATP-dependent helicase Rep
    • DNA: DNA (5'-D(P*TP*TP*TP*TP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*C)-3')
    • DNA: DNA (5'-D(P*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*A)-3')
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードRolling circle replication / CRESS-DNA virus / SF3 helicase / Porcine Circovirus / PCV2 / REPLICATION / 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
Putative viral replication protein / : / CRESS-DNA virus replication initiator protein (Rep) endonuclease domain profile. / Helicase, superfamily 3, single-stranded DNA/RNA virus / RNA helicase / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Replication-associated protein
類似検索 - 構成要素
生物種Porcine circovirus 2 (ウイルス) / Escherichia coli (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: 4.4 Å
データ登録者Khayat R
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)SC1AI114843 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)5G12MD007603-30 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM103310 米国
Simons Foundation349247 米国
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
登録2021年1月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年8月25日-
マップ公開2021年8月25日-
更新2024年5月29日-
現状2024年5月29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: 0.65
  • 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: 0.65
  • 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-7las
  • 表面レベル: 0.65
  • 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_23250.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_23250.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM map of PCV2 Replicase in complex with dsDNA at 4.4 Angstrom resolution
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.992 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.992 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 212.992 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.832 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.65 / ムービー #1: 0.65
最小 - 最大-2.0801597 - 3.0976658
平均 (標準偏差)0.007930217 (±0.15664706)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 212.992 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8320.8320.832
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z212.992212.992212.992
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-2.0803.0980.008

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : PCV2 Replicase in complex with ssDNA

全体名称: PCV2 Replicase in complex with ssDNA
要素
  • 複合体: PCV2 Replicase in complex with ssDNA
    • タンパク質・ペプチド: ATP-dependent helicase Rep
    • DNA: DNA (5'-D(P*TP*TP*TP*TP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*C)-3')
    • DNA: DNA (5'-D(P*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*A)-3')
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: PCV2 Replicase in complex with ssDNA

超分子名称: PCV2 Replicase in complex with ssDNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Porcine circovirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 216 KDa

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分子 #1: ATP-dependent helicase Rep

分子名称: ATP-dependent helicase Rep / 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; 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
由来(天然)生物種: Porcine circovirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 35.8765 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MPSKKNGRSG PQPHKRWVFT LNNPSEDERK KIRELPISLF DYFIVGEEGN EEGRTPHLQG FANFVKKQTF NKVKWYFGAR CHIEKAKGT DQQNKEYCSK EGNLLMECGA PRSQGQRSDL STAVSTLLES GSLVTVAEQH PVTFVRNFRG LAELLKVSGK M QKRDWKTN ...文字列:
MPSKKNGRSG PQPHKRWVFT LNNPSEDERK KIRELPISLF DYFIVGEEGN EEGRTPHLQG FANFVKKQTF NKVKWYFGAR CHIEKAKGT DQQNKEYCSK EGNLLMECGA PRSQGQRSDL STAVSTLLES GSLVTVAEQH PVTFVRNFRG LAELLKVSGK M QKRDWKTN VHVIVGPPGC GKSKWAANFA DPETTYWKPP RNKWWDGYHG EEVVVIDDFY GWLPWDDLLR LCDRYPLTVE TK GGTVPFL ARSILITSNQ TPLEWYSSTA VPAVEALYRR ITSLVFWKNA TEQSTEEGGQ FVTLSPPCPE FPYEINY

UniProtKB: Replication-associated protein

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分子 #2: DNA (5'-D(P*TP*TP*TP*TP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*C)-3')

分子名称: DNA (5'-D(P*TP*TP*TP*TP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*C)-3')
タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 4.236762 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DG)(DA)(DT)(DC) (DG)(DA)(DT)(DC)

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分子 #3: DNA (5'-D(P*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*A)-3')

分子名称: DNA (5'-D(P*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*A)-3') / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Porcine circovirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 3.06903 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DT)(DC)(DG)(DA)(DT)(DC)(DG)(DA)

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分子 #4: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

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

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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

緩衝液pH: 8.2
詳細: 20 mM HEPES, pH 8.2, 500 mM NaCl, 0.2 mM TCEP, 10 mM MgCl2
グリッドモデル: Quantifoil / 材質: GOLD / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
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..
詳細Sample was monodisperse according to size exclusion chromatography

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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: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 平均露光時間: 6.0 sec. / 平均電子線量: 71.8 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: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELD
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 / 詳細: Ab initio determined by cryoSPARC
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.14) / 詳細: Global resolution according to 3DFSC / 使用した粒子像数: 43282
初期 角度割当タイプ: COMMON LINE / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.14)
最終 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.14) / 詳細: Non uniform refinement
最終 3次元分類クラス数: 4

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 65.3 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-7las:
Cryo-EM structure of PCV2 Replicase bound to ssDNA

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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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