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- EMDB-24974: Structure of type I-D Cascade bound to a dsDNA target -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-24974
タイトルStructure of type I-D Cascade bound to a dsDNA target
マップデータSharpened Map of CRISPR-Cas type I-D complex bound to a dsDNA target.
試料
  • 複合体: Type I-D Cascade bound to a dsDNA target
    • タンパク質・ペプチド: Cas7d
    • タンパク質・ペプチド: Cas5d
    • タンパク質・ペプチド: Cas10d
    • タンパク質・ペプチド: Cas11d
    • DNA: DNA target strand
    • DNA: DNA non-target strand
    • RNA: crRNA
キーワードCRISPR / Complex / Ribonucleoprotein complex / type I-D / type ID / type I / cyanobacteria / synechocystis / RNA binding protein / DNA binding protein / DNA BINDING PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性CRISPR-associated protein Csc1 / CRISPR associated protein Csc3 / CRISPR-associated protein Csc2 / Csc2 Crispr / Slr7013 protein / Slr7012 protein / CRISPR-associated protein Csc3
機能・相同性情報
生物種Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å
データ登録者Schwartz EA / Taylor DW
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Welch FoundationF-1938 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structural rearrangements allow nucleic acid discrimination by type I-D Cascade.
著者: Evan A Schwartz / Tess M McBride / Jack P K Bravo / Daniel Wrapp / Peter C Fineran / Robert D Fagerlund / David W Taylor /
要旨: CRISPR-Cas systems are adaptive immune systems that protect prokaryotes from foreign nucleic acids, such as bacteriophages. Two of the most prevalent CRISPR-Cas systems include type I and type III. ...CRISPR-Cas systems are adaptive immune systems that protect prokaryotes from foreign nucleic acids, such as bacteriophages. Two of the most prevalent CRISPR-Cas systems include type I and type III. Interestingly, the type I-D interference proteins contain characteristic features of both type I and type III systems. Here, we present the structures of type I-D Cascade bound to both a double-stranded (ds)DNA and a single-stranded (ss)RNA target at 2.9 and 3.1 Å, respectively. We show that type I-D Cascade is capable of specifically binding ssRNA and reveal how PAM recognition of dsDNA targets initiates long-range structural rearrangements that likely primes Cas10d for Cas3' binding and subsequent non-target strand DNA cleavage. These structures allow us to model how binding of the anti-CRISPR protein AcrID1 likely blocks target dsDNA binding via competitive inhibition of the DNA substrate engagement with the Cas10d active site. This work elucidates the unique mechanisms used by type I-D Cascade for discrimination of single-stranded and double stranded targets. Thus, our data supports a model for the hybrid nature of this complex with features of type III and type I systems.
履歴
登録2021年9月24日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年6月8日-
マップ公開2022年6月8日-
更新2024年6月5日-
現状2024年6月5日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_24974.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_24974.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 325 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened Map of CRISPR-Cas type I-D complex bound to a dsDNA target.
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.045 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.106
最小 - 最大-0.0017542121 - 1.5504094
平均 (標準偏差)0.0005588279 (±0.015349982)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ440440440
Spacing440440440
セルA=B=C: 459.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

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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 : Type I-D Cascade bound to a dsDNA target

全体名称: Type I-D Cascade bound to a dsDNA target
要素
  • 複合体: Type I-D Cascade bound to a dsDNA target
    • タンパク質・ペプチド: Cas7d
    • タンパク質・ペプチド: Cas5d
    • タンパク質・ペプチド: Cas10d
    • タンパク質・ペプチド: Cas11d
    • DNA: DNA target strand
    • DNA: DNA non-target strand
    • RNA: crRNA

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超分子 #1: Type I-D Cascade bound to a dsDNA target

超分子名称: Type I-D Cascade bound to a dsDNA target / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 480 KDa

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分子 #1: Cas7d

分子名称: Cas7d / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 7 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア)
分子量理論値: 36.527109 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MLDSLKSQFQ PSFPRLASGH YVHFLMLRHS QSFPVFQTDG VLNTTRTQAG LLEKTDQLSR LVMFKRKQTT PERLAGRELL RNLGLTSAD KSAKNLCEYN GEGSCKQCPD CILYGFAIGD SGSERSKVYS DSAFSLGAYE QSHRSFTFNA PFEGGTMSEA G VMRSAINE ...文字列:
MLDSLKSQFQ PSFPRLASGH YVHFLMLRHS QSFPVFQTDG VLNTTRTQAG LLEKTDQLSR LVMFKRKQTT PERLAGRELL RNLGLTSAD KSAKNLCEYN GEGSCKQCPD CILYGFAIGD SGSERSKVYS DSAFSLGAYE QSHRSFTFNA PFEGGTMSEA G VMRSAINE LDHILPEVTF PTVESLRDAT YEGFIYVLGN LLRTKRYGAQ ESRTGTMKNH LVGIVFADGE IFSNLHLTQA LY DQMGGEL NKPISELCET AATVAQDLLN KEPVRKSELI FGAHLDTLLQ EVNDIYQNDA ELTKLLGSLY QQTQDYATEF GAL SGGKKK AKS

UniProtKB: Slr7012 protein

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分子 #2: Cas5d

分子名称: Cas5d / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア)
分子量理論値: 28.942748 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTKIYRCKLT LHDNVFFASR EMGILYETEK YFHNWALSYA FFKGTIIPHP YGLVGQNAQT PAYLDRDREQ NLLHLNDSGI YVFPAQPIH WSYQINTFKA AQSAYYGRSV QFGGKGATKN YPINYGRAKE LAVGSEFLTY IVSQKELDLP VWIRLGKWSS K IRVEVEAI ...文字列:
MTKIYRCKLT LHDNVFFASR EMGILYETEK YFHNWALSYA FFKGTIIPHP YGLVGQNAQT PAYLDRDREQ NLLHLNDSGI YVFPAQPIH WSYQINTFKA AQSAYYGRSV QFGGKGATKN YPINYGRAKE LAVGSEFLTY IVSQKELDLP VWIRLGKWSS K IRVEVEAI APDQIKTASG VYVCNHPLNP LDCPANQQIL LYNRVVMPPS SLFSQSQLQG DYWQIDRNTF LPQGFHYGAT TA IAQDSPQ LSLLDTN

UniProtKB: Slr7013 protein

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分子 #3: Cas10d

分子名称: Cas10d / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア)
分子量理論値: 112.067508 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MTTLLQTLLI RTLSEQKDYI LLEYFQTILP ALEEHFGNTS GLGGSFISHQ KHFGTQGYDT EKAKKMAQGF AKKGDQTLAA HILNALLTT WNVMQELEFP LNDIERRLLC LGITLHDYDK HCHAQDMAAP EPDNIQEIIN ICLELGKRLN FDEFWADWRD Y IAEISYLA ...文字列:
MTTLLQTLLI RTLSEQKDYI LLEYFQTILP ALEEHFGNTS GLGGSFISHQ KHFGTQGYDT EKAKKMAQGF AKKGDQTLAA HILNALLTT WNVMQELEFP LNDIERRLLC LGITLHDYDK HCHAQDMAAP EPDNIQEIIN ICLELGKRLN FDEFWADWRD Y IAEISYLA QNTHGKQHTN LISSNWSNAG YPFTIKERKL DHPLRHLLTF GDVAVHLSSP HDLVSSTMGD RLRDLLNRLG IE KRFVYHH LRDTTGILSN AIHNVILRTV QKLDWKPLLF FAQGVIYFAP QDTEIPERNE IKQIVWQGIS QELGKKMSAG DVG FKRDGK GLKVSPQTSE LLAAADIVRI LPQVISVKVN NAKSPATPKR LEKLELGDAE REKLYEVADL RCDRLAELLG LVQK EIFLL PEPFIEWVLK DLELTSVIMP EETQVQSGGV NYGWYRVAAH YVANHATWDL EEFQEFLQGF GDRLATWAEE EGYFA EHQS PTRQIFEDYL DRYLEIQGWE SDHQAFIQEL ENYVNAKTKK SKQPICSLSS GEFPSEDQMD SVVLFKPQQY SNKNPL GGG QIKRGISKIW SLEMLLRQAF WSVPSGKFED QQPIFIYLYP AYVYAPQVVE AIRELVYGIA SVNLWDVRKH WVNNKMD LT SLKSLPWLNE EVEAGTNAQL KYTKEDLPFL ATVYTTTREK TDTDAWVKPA FLALLLPYLL GVKAIATRSM VPLYRSDQ D FRESIHLDGV AGFWSLLGIP TDLRVEDITP ALNKLLAIYT LHLAARSSPP KARWQDLPKT VQEVMTDVLN VFALAEQGL RREKRDRPYE SEVTEYWQFA ELFSQGNIVM TEKLKLTKRL VEEYRRFYQV ELSKKPSTHA ILLPLSKALE QILSVPDDWD EEELILQGS GQLQAALDRQ EVYTRPIIKD KSVAYETRQL QELEAIQIFM TTCVRDLFGE MCKGDRAILQ EQRNRIKSGA E FAYRLLAL EAQQNQN

UniProtKB: CRISPR-associated protein Csc3

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分子 #4: Cas11d

分子名称: Cas11d / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア)
分子量理論値: 17.024494 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MTEKLKLTKR LVEEYRRFYQ VELSKKPSTH AILLPLSKAL EQILSVPDDW DEEELILQGS GQLQAALDRQ EVYTRPIIKD KSVAYETRQ LQELEAIQIF MTTCVRDLFG EMCKGDRAIL QEQRNRIKSG AEFAYRLLAL EAQQNQN

UniProtKB: CRISPR-associated protein Csc3

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分子 #5: DNA target strand

分子名称: DNA target strand / タイプ: dna / ID: 5 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 4.884222 KDa
配列文字列:
(DA)(DC)(DA)(DA)(DC)(DA)(DA)(DT)(DC)(DA) (DA)(DC)(DG)(DT)(DG)(DA)

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分子 #6: DNA non-target strand

分子名称: DNA non-target strand / タイプ: dna / ID: 6 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 3.947581 KDa
配列文字列:
(DC)(DA)(DC)(DG)(DT)(DT)(DG)(DA)(DT)(DT) (DT)(DT)(DT)

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分子 #7: crRNA

分子名称: crRNA / タイプ: rna / ID: 7 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. PCC 6803 (バクテリア)
分子量理論値: 13.699081 KDa
配列文字列:
ACUGAAACGA UUGUUGUGCC CCUGGCGGUC GCUUUCAAUG CCU

GENBANK: GENBANK: CP073020.1

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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0.125 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
100.0 mMNaClsodium chloride
20.0 mMHEPES
1.0 mMDTT
5.0 %Glycerol
グリッドモデル: C-flat / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 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.
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: Blot force 0, blot time 4.5s, no wait time between sample application and blotting..
詳細Monodisperse sample of elongated particles.

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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 K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 平均露光時間: 3.0 sec. / 平均電子線量: 41.2 e/Å2
電子線加速電圧: 300 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: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 22500
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Images were preprocessed and particles were picked via WARP, processing done using 2D classification in cryosparc v2, focused 3D classification in RELION, then Non-Uniform refinement in cryosparc v2.
粒子像選択選択した数: 4100000
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2) / 使用した粒子像数: 336400
初期 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

詳細Model was built de novo using coot then flexibly refined using ISOLDE.
得られたモデル

PDB-7sba:
Structure of type I-D Cascade bound to a dsDNA target

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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://pdbjlvh1.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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