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- EMDB-23845: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-23845
タイトルHalf integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the Non-PAM side
マップデータ
試料
  • 複合体: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the PAM side
    • DNA: DNA (31-MER)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2
    • DNA: DNA (64-MER)
    • DNA: DNA (5'-D(P*CP*GP*GP*AP*AP*AP*AP*GP*AP*GP*CP*C)-3')
    • DNA: DNA (45-MER)
キーワードCRISPR/Cas / Cas4 / PAM recognition / half integration / HYDROLASE-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


5' to 3' exodeoxyribonuclease (nucleoside 3'-phosphate-forming) / exonuclease activity / maintenance of CRISPR repeat elements / RNA endonuclease activity / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein Cas4 / Dna2/Cas4, domain of unknown function DUF83 / Domain of unknown function DUF83 / CRISPR-associated endonuclease Cas2 / Virulence-associated protein D / CRISPR associated protein Cas2 / CRISPR associated protein Cas2 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / : / CRISPR-associated protein Cas1 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain ...CRISPR-associated protein Cas4 / Dna2/Cas4, domain of unknown function DUF83 / Domain of unknown function DUF83 / CRISPR-associated endonuclease Cas2 / Virulence-associated protein D / CRISPR associated protein Cas2 / CRISPR associated protein Cas2 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / : / CRISPR-associated protein Cas1 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain / CRISPR associated protein Cas1 / PD-(D/E)XK endonuclease-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endoribonuclease Cas2 / CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion
類似検索 - 構成要素
生物種Geobacter sulfurreducens (バクテリア) / Geobacter sulfurreducens
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 5.8 Å
データ登録者Hu CY / Ke AK
引用ジャーナル: Nature / 年: 2021
タイトル: Mechanism for Cas4-assisted directional spacer acquisition in CRISPR-Cas.
著者: Chunyi Hu / Cristóbal Almendros / Ki Hyun Nam / Ana Rita Costa / Jochem N A Vink / Anna C Haagsma / Saket R Bagde / Stan J J Brouns / Ailong Ke /
要旨: Prokaryotes adapt to challenges from mobile genetic elements by integrating spacers derived from foreign DNA in the CRISPR array. Spacer insertion is carried out by the Cas1-Cas2 integrase complex. A ...Prokaryotes adapt to challenges from mobile genetic elements by integrating spacers derived from foreign DNA in the CRISPR array. Spacer insertion is carried out by the Cas1-Cas2 integrase complex. A substantial fraction of CRISPR-Cas systems use a Fe-S cluster containing Cas4 nuclease to ensure that spacers are acquired from DNA flanked by a protospacer adjacent motif (PAM) and inserted into the CRISPR array unidirectionally, so that the transcribed CRISPR RNA can guide target searching in a PAM-dependent manner. Here we provide a high-resolution mechanistic explanation for the Cas4-assisted PAM selection, spacer biogenesis and directional integration by type I-G CRISPR in Geobacter sulfurreducens, in which Cas4 is naturally fused with Cas1, forming Cas4/Cas1. During biogenesis, only DNA duplexes possessing a PAM-embedded 3'-overhang trigger Cas4/Cas1-Cas2 assembly. During this process, the PAM overhang is specifically recognized and sequestered, but is not cleaved by Cas4. This 'molecular constipation' prevents the PAM-side prespacer from participating in integration. Lacking such sequestration, the non-PAM overhang is trimmed by host nucleases and integrated to the leader-side CRISPR repeat. Half-integration subsequently triggers PAM cleavage and Cas4 dissociation, allowing spacer-side integration. Overall, the intricate molecular interaction between Cas4 and Cas1-Cas2 selects PAM-containing prespacers for integration and couples the timing of PAM processing with the stepwise integration to establish directionality.
履歴
登録2021年4月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年11月17日-
マップ公開2021年11月17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: 0.18
  • 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: 0.18
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7mib
  • 表面レベル: 0.18
  • UCSF Chimeraによる作画
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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_23845.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_23845.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 8 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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.)
2.19 Å/pix.
x 128 pix.
= 279.84 Å		2.19 Å/pix.
x 128 pix.
= 279.84 Å		2.19 Å/pix.
x 128 pix.
= 279.84 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: 2.18625 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: 0.18 / ムービー #1: 0.18
最小 - 最大-0.36600757 - 1.6872742
平均 (標準偏差)-0.000099988276 (±0.057353675)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ128128128
Spacing128128128
セルA=B=C: 279.84 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.186252.186252.18625
M x/y/z128128128
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z279.840279.840279.840
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ376376376
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS128128128
D min/max/mean-0.3661.687-0.000

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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 : Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the ...

全体名称: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the PAM side
要素
  • 複合体: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the PAM side
    • DNA: DNA (31-MER)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2
    • DNA: DNA (64-MER)
    • DNA: DNA (5'-D(P*CP*GP*GP*AP*AP*AP*AP*GP*AP*GP*CP*C)-3')
    • DNA: DNA (45-MER)

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超分子 #1: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the ...

超分子名称: Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 and Cas4 still in the PAM side
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#6 / 詳細: half integration in cas4 containing system
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 300 KDa

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分子 #1: DNA (31-MER)

分子名称: DNA (31-MER) / タイプ: dna / ID: 1 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 9.510105 KDa
配列文字列:
(DG)(DT)(DC)(DG)(DT)(DA)(DG)(DC)(DT)(DG) (DA)(DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DC)(DA)(DG)(DC) (DT)(DA)(DC)(DG)(DA)(DC)(DT)(DT)(DT) (DT)(DT)

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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
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 19.659529 KDa
配列文字列: (DC)(DT)(DG)(DT)(DG)(DC)(DC)(DG)(DT)(DC) (DC)(DG)(DT)(DA)(DA)(DC)(DG)(DT)(DT)(DG) (DT)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT) (DG)(DT)(DA)(DT)(DT)(DC)(DC)(DG)(DG)(DG) (DG) (DC)(DC)(DA)(DT)(DG) ...文字列:
(DC)(DT)(DG)(DT)(DG)(DC)(DC)(DG)(DT)(DC) (DC)(DG)(DT)(DA)(DA)(DC)(DG)(DT)(DT)(DG) (DT)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT) (DG)(DT)(DA)(DT)(DT)(DC)(DC)(DG)(DG)(DG) (DG) (DC)(DC)(DA)(DT)(DG)(DA)(DT)(DG) (DC)(DC)(DC)(DC)(DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DC) (DA)(DT) (DT)(DG)(DA)(DA)

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

分子名称: DNA (5'-D(P*CP*GP*GP*AP*AP*AP*AP*GP*AP*GP*CP*C)-3') / タイプ: dna / ID: 5 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 3.705445 KDa
配列文字列:
(DC)(DG)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)(DG)(DA)(DG) (DC)(DC)

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分子 #6: DNA (45-MER)

分子名称: DNA (45-MER) / タイプ: dna / ID: 6 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens
分子量理論値: 13.855857 KDa
配列文字列:
(DC)(DA)(DA)(DT)(DG)(DA)(DG)(DG)(DC)(DC) (DG)(DG)(DG)(DG)(DC)(DA)(DT)(DC)(DA)(DT) (DG)(DG)(DC)(DC)(DC)(DC)(DG)(DG)(DA) (DA)(DT)(DA)(DC)(DG)(DG)(DC)(DT)(DC)(DT) (DT) (DT)(DT)(DC)(DC)(DG)

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分子 #2: CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion

分子名称: CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア) / 株: ATCC 51573 / DSM 12127 / PCA
分子量理論値: 62.598496 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAETDGSIPL IPVRMLNEHV YCPRLAYLMW VQGEFSHNEF TVDGVIRHRR VDAGGGVLPS ETQEDSRIHA RSVSLSSERL GITAKIDLV EGEGAYVSPV DYKRGKRPHV AGGAYEPERV QLCAQGLLLR EHGFASDGGA LYFVASRERV PVAFDDELIG R TLAAIDEM ...文字列:
MAETDGSIPL IPVRMLNEHV YCPRLAYLMW VQGEFSHNEF TVDGVIRHRR VDAGGGVLPS ETQEDSRIHA RSVSLSSERL GITAKIDLV EGEGAYVSPV DYKRGKRPHV AGGAYEPERV QLCAQGLLLR EHGFASDGGA LYFVASRERV PVAFDDELIG R TLAAIDEM GRTALSGTMP PPLEDSPKCP RCSLVGICLP DEVRFLSHLS VEPRPIIPAD GRGLPLYVQS PKAYVRKDGD CL VIEEERV RVAEARLGET SQVALFGNAT LTTAALHECL RREIPVTWLS YGGWFMGHTV STGHRNVETR TYQYQRSFDP ETC LNLARR WIVAKIANCR TLLRRNWRGE GDEAKAPPGL LMSLQDDMRH AMRAPSLEVL LGIEGASAGR YFQHFSRMLR GGDG EGMGF DFTTRNRRPP KDPVNALLSF AYAMLTREWT VALAAVGLDP YRGFYHQPRF GRPALALDMM EPFRPLIADS TVLMA INNG EIRTGDFVRS AGGCNLTDSA RKRFIAGFER RMEQEVTHPI FKYTISYRRL LEVQARLLTR YLSGEIPAYP NFVTR

UniProtKB: CRISPR-associated exonuclease Cas4/endonuclease Cas1 fusion

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分子 #3: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2

分子名称: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア) / 株: ATCC 51573 / DSM 12127 / PCA
分子量理論値: 11.190176 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MEHLYIVSYD IRNQRRWRRL FKTMHGFGCW LQLSVFQCRL DRIRIIKMEA AINEIVNHAE DHVLILDLGP AENVKPKVSS IGKTFDPIL RQAVIV

UniProtKB: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2

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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

濃度1.0 mg/mL
緩衝液pH: 7.5 / 構成要素 - 濃度: 150.0 mM / 構成要素 - 式: NaCl / 構成要素 - 名称: sodium chloride / 詳細: with 5 mM DTT
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: 6 seconds.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS TALOS
特殊光学系位相板: VOLTA PHASE PLATE
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
実像数: 1200 / 平均露光時間: 0.35 sec. / 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C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: DIFFRACTION / Cs: 2.7 mm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 5.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION / 使用した粒子像数: 20000
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-7mib:
Half integration complex of Cas4/Cas1/Cas2 with Cas4 still on the Non-PAM side

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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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