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- EMDB-27162: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex bound to a PAM/NoPAM prespacer -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-27162
タイトルType I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex bound to a PAM/NoPAM prespacer
マップデータ
試料
  • 複合体: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas1
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas2
    • DNA: PAM/NoPAM strand 2
    • DNA: PAM/NoPAM strand 1
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated exonuclease Cas4
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER鉄・硫黄クラスター
  • リガンド: MANGANESE (II) ION
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 / iron-sulfur cluster binding / RNA endonuclease activity / DNA endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / magnesium ion binding / protein homodimerization activity ...5' to 3' exodeoxyribonuclease (nucleoside 3'-phosphate-forming) / exonuclease activity / maintenance of CRISPR repeat elements / iron-sulfur cluster binding / RNA endonuclease activity / DNA endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / magnesium ion binding / protein homodimerization activity / DNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein Cas1, DVULG subtype / 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, DVULG subtype / 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 exonuclease Cas4 / CRISPR-associated endonuclease Cas2 / CRISPR-associated endonuclease Cas1
類似検索 - 構成要素
生物種Alkalihalobacillus halodurans C-125 (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: 3.9 Å
データ登録者Dhingra Y / Suresh SK / Juneja P / Sashital DG
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM115874 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM140876 米国
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2022
タイトル: PAM binding ensures orientational integration during Cas4-Cas1-Cas2-mediated CRISPR adaptation.
著者: Yukti Dhingra / Shravanti K Suresh / Puneet Juneja / Dipali G Sashital /
要旨: Adaptation in CRISPR-Cas systems immunizes bacteria and archaea against mobile genetic elements. In many DNA-targeting systems, the Cas4-Cas1-Cas2 complex is required for selection and processing of ...Adaptation in CRISPR-Cas systems immunizes bacteria and archaea against mobile genetic elements. In many DNA-targeting systems, the Cas4-Cas1-Cas2 complex is required for selection and processing of DNA segments containing PAM sequences prior to integration of these "prespacer" substrates as spacers in the CRISPR array. We determined cryo-EM structures of the Cas4-Cas1-Cas2 adaptation complex from the type I-C system that encodes standalone Cas1 and Cas4 proteins. The structures reveal how Cas4 specifically reads out bases within the PAM sequence and how interactions with both Cas1 and Cas2 activate Cas4 endonuclease activity. The Cas4-PAM interaction ensures tight binding between the adaptation complex and the prespacer, significantly enhancing integration of the non-PAM end into the CRISPR array and ensuring correct spacer orientation. Corroborated with our biochemical results, Cas4-Cas1-Cas2 structures with substrates representing various stages of CRISPR adaptation reveal a temporally resolved mechanism for maturation and integration of functional spacers into the CRISPR array.
履歴
登録2022年6月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年11月2日-
マップ公開2022年11月2日-
更新2022年11月30日-
現状2022年11月30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_27162.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_27162.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 149.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.9063 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.075
最小 - 最大-0.15187705 - 0.4687876
平均 (標準偏差)9.56131e-05 (±0.012245504)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ340340340
Spacing340340340
セルA=B=C: 308.142 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_27162_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_27162_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate

全体名称: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate
要素
  • 複合体: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas1
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas2
    • DNA: PAM/NoPAM strand 2
    • DNA: PAM/NoPAM strand 1
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated exonuclease Cas4
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER鉄・硫黄クラスター
  • リガンド: MANGANESE (II) ION

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超分子 #1: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate

超分子名称: Type I-C Cas4-Cas1-Cas2 complex with a PAM/Processed substrate
タイプ: complex / キメラ: Yes / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
由来(天然)生物種: Alkalihalobacillus halodurans C-125 (バクテリア)

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分子 #1: CRISPR-associated endonuclease Cas1

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: Alkalihalobacillus halodurans C-125 (バクテリア)
株: ATCC BAA-125 / DSM 18197 / FERM 7344 / JCM 9153 / C-125
分子量理論値: 39.39334 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MKKLLNTLYV TQPDTYLSLD GDNVVLLKEQ EKLGRLPLHN LEAIVGFGYT GASPALMGYC AERNISITFL TKNGRFLARV VGESRGNVV LRKTQYRISE NDQESTKIAR NFITGKVYNS KWMLERMTRE HPLRVNVEQF KATSQLLSVM MQEIRNCDSL E SLRGWEGQ ...文字列:
MKKLLNTLYV TQPDTYLSLD GDNVVLLKEQ EKLGRLPLHN LEAIVGFGYT GASPALMGYC AERNISITFL TKNGRFLARV VGESRGNVV LRKTQYRISE NDQESTKIAR NFITGKVYNS KWMLERMTRE HPLRVNVEQF KATSQLLSVM MQEIRNCDSL E SLRGWEGQ AAINYNKVFD QMILQQKEEF AFHGRSRRPP KDNVNAMLSF AYTLLANDVA AALETVGLDA YVGFMHQDRP GR ASLALDL MEELRGLYAD RFVLSLINRK EMTADGFYKK ENGAVLMTDE ARKTFLKAWQ TKKQEKITHP YLGEKMSWGL VPY VQALLL ARFLRGDLDE YPPFLWK

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分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas2

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 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: Alkalihalobacillus halodurans C-125 (バクテリア)
株: ATCC BAA-125 / DSM 18197 / FERM 7344 / JCM 9153 / C-125
分子量理論値: 11.038668 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
GSMLVLITYD VQTSSMGGTK RLRKVAKACQ NYGQRVQNSV FECIVDSTQL TSLKLELTSL IDEEKDSLRI YRLGNNYKTK VEHIGAKPS IDLEDPLIF

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分子 #5: CRISPR-associated exonuclease Cas4

分子名称: CRISPR-associated exonuclease Cas4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 5' to 3' exodeoxyribonuclease (nucleoside 3'-phosphate-forming)
由来(天然)生物種: Alkalihalobacillus halodurans C-125 (バクテリア)
分子量理論値: 25.403396 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: ASNEEDRYLM LSGLQHFQFC KRQWALIHIE QQWEENVRTI EGQHLHKKAD QPFMKEKRGS KLTVRAMPIQ SKNLQISGIC DVVEFVQDS EGIELSGVSG SYKAFPVEYK RGKPKKGDED IVQLVAQAMC LEEMLVCRID KGYLFYNEIK HRVEVPITDA L RDKVVQMA ...文字列:
ASNEEDRYLM LSGLQHFQFC KRQWALIHIE QQWEENVRTI EGQHLHKKAD QPFMKEKRGS KLTVRAMPIQ SKNLQISGIC DVVEFVQDS EGIELSGVSG SYKAFPVEYK RGKPKKGDED IVQLVAQAMC LEEMLVCRID KGYLFYNEIK HRVEVPITDA L RDKVVQMA KEMHHYYENR HTPKVKTGPF CNNCSLQSIC LPKLMNKRSV KRYIEGRLSE

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分子 #3: PAM/NoPAM strand 2

分子名称: PAM/NoPAM strand 2 / タイプ: dna / ID: 3 / 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: 8.575494 KDa
配列文字列:
(DG)(DT)(DT)(DC)(DT)(DG)(DG)(DT)(DG)(DG) (DT)(DC)(DC)(DT)(DC)(DA)(DG)(DC)(DT)(DA) (DC)(DG)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)

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分子 #4: PAM/NoPAM strand 1

分子名称: PAM/NoPAM strand 1 / タイプ: dna / ID: 4 / 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: 9.840351 KDa
配列文字列:
(DC)(DG)(DT)(DA)(DG)(DC)(DT)(DG)(DA)(DG) (DG)(DA)(DC)(DC)(DA)(DC)(DC)(DA)(DG)(DA) (DA)(DC)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)(DG) (DA)(DA)(DT)

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分子 #6: IRON/SULFUR CLUSTER

分子名称: IRON/SULFUR CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: SF4
分子量理論値: 351.64 Da
Chemical component information

ChemComp-FS1:
IRON/SULFUR CLUSTER / 一硫化鉄 / 鉄・硫黄クラスター

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分子 #7: MANGANESE (II) ION

分子名称: MANGANESE (II) ION / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 1 / 式: MN
分子量理論値: 54.938 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

濃度0.75 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
詳細: 20 mM HEPES (pH 7.5), 100 mM KCl, 5% glycerol, 2 mM DTT, and 2 mM MnCl2
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 50.0 e/Å2

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画像解析

初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 127000

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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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