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万見
- EMDB-36385: Cryo-EM structure of the prokaryotic SPARSA system complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36385
タイトルCryo-EM structure of the prokaryotic SPARSA system complex
マップデータ
試料
  • 複合体: the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex
    • 複合体: Sir2
      • タンパク質・ペプチド: Sir2 superfamily protein
    • 複合体: Ago
      • タンパク質・ペプチド: Piwi domain protein
    • 複合体: DNA/guide RNA duplex
      • DNA: DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')
      • RNA: RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE
キーワードthe SPARSA antiviral system / NADase / argonaute protein / ANTIVIRAL PROTEIN / ANTIVIRAL PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性SIR2-like domain / SIR2-like domain / DHS-like NAD/FAD-binding domain superfamily / Ribonuclease H superfamily / nucleic acid binding / Ribonuclease H-like superfamily / Piwi domain protein / Sir2 superfamily protein
機能・相同性情報
生物種Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア) / Geobacter sulfurreducens (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: 3.1 Å
データ登録者Xu X / Zhen X / Long F
資金援助 中国, 3件
OrganizationGrant number国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2021YFA0909500 中国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2018YFA0900400 中国
Ministry of Education (MoE, China)2042019kf0185 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural basis of antiphage immunity generated by a prokaryotic Argonaute-associated SPARSA system.
著者: Xiangkai Zhen / Xiaolong Xu / Le Ye / Song Xie / Zhijie Huang / Sheng Yang / Yanhui Wang / Jinyu Li / Feng Long / Songying Ouyang /
要旨: Argonaute (Ago) proteins are ubiquitous across all kingdoms of life. Eukaryotic Agos (eAgos) use small RNAs to recognize transcripts for RNA silencing in eukaryotes. In contrast, the functions of ...Argonaute (Ago) proteins are ubiquitous across all kingdoms of life. Eukaryotic Agos (eAgos) use small RNAs to recognize transcripts for RNA silencing in eukaryotes. In contrast, the functions of prokaryotic counterparts (pAgo) are less well known. Recently, short pAgos in conjunction with the associated TIR or Sir2 (SPARTA or SPARSA) were found to serve as antiviral systems to combat phage infections. Herein, we present the cryo-EM structures of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)-bound SPARSA with and without nucleic acids at resolutions of 3.1 Å and 3.6 Å, respectively. Our results reveal that the APAZ (Analogue of PAZ) domain and the short pAgo form a featured architecture similar to the long pAgo to accommodate nucleic acids. We further identified the key residues for NAD binding and elucidated the structural basis for guide RNA and target DNA recognition. Using structural comparisons, molecular dynamics simulations, and biochemical experiments, we proposed a putative mechanism for NAD hydrolysis in which an H186 loop mediates nucleophilic attack by catalytic water molecules. Overall, our study provides mechanistic insight into the antiphage role of the SPARSA system.
履歴
登録2023年6月2日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月24日-
マップ公開2024年1月24日-
更新2024年1月24日-
現状2024年1月24日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_36385.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_36385.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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.)
0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 215.04 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 215.04 Å		0.84 Å/pix.
x 256 pix.
= 215.04 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: 0.84 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: 0.16
最小 - 最大-0.8175249 - 1.4406409
平均 (標準偏差)0.0015977646 (±0.033030067)
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: 215.04 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_36385_msk_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: #2

ファイルemd_36385_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)

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_36385_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 : the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex

全体名称: the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex
要素
  • 複合体: the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex
    • 複合体: Sir2
      • タンパク質・ペプチド: Sir2 superfamily protein
    • 複合体: Ago
      • タンパク質・ペプチド: Piwi domain protein
    • 複合体: DNA/guide RNA duplex
      • DNA: DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')
      • RNA: RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')
  • リガンド: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE

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超分子 #1: the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex

超分子名称: the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア)

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超分子 #2: Sir2

超分子名称: Sir2 / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア)

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超分子 #3: Ago

超分子名称: Ago / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2

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超分子 #4: DNA/guide RNA duplex

超分子名称: DNA/guide RNA duplex / タイプ: complex / ID: 4 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3-#4

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分子 #1: Sir2 superfamily protein

分子名称: Sir2 superfamily protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 66.488727 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MDVLTDNEFY QHYLQNSQHM MWFLGAGTSR SAGLPTASDI IWDLKHRYYC LHENQDYQKH DINNHAIKSK IQSYMDSKGF PLQWSPEEY SFYFELVFRD DYEAQRKYLL EALASRKVSL NIGHRVLAAL LEMNQTKVVF TTNFDDVIET AFSDISGKHL S VYHLEGSY ...文字列:
MDVLTDNEFY QHYLQNSQHM MWFLGAGTSR SAGLPTASDI IWDLKHRYYC LHENQDYQKH DINNHAIKSK IQSYMDSKGF PLQWSPEEY SFYFELVFRD DYEAQRKYLL EALASRKVSL NIGHRVLAAL LEMNQTKVVF TTNFDDVIET AFSDISGKHL S VYHLEGSY AALSALNTEA FPIYAKIHGD FRYQKIKNLT PDLQTNDREI HKCFLAAAIR FGLVVSGYSG RDENVMTMLR AA IDQNNAF PHGLYWTVPS ISKSEPAVQD LITYAQGKGV RAYLVETGTF DEMLSKIWRQ VKDKPAAIDA KVRTARVCPV SIP LPGPGK SFPALRTNAL PVVTQSIRCG VVTLASPITF SELKERISQK SPKALLTYTE KVLFLGGEPE IRKIFSNDEI NSIG QYYID EIAQSVAAST FLKSFVEEAI LTALLREKPI LHRVRHRTHY AVIPNASAKD DRFLDLRKAV GFKGDLGYIT GNVTN AKEL SWAEAVSIRL EERGGKLWIM LKPEIWIKPL DRREEATDFI RSRRRYRFNQ CSYQILDAWI KILFGSIGGG GTVNIS CFP DAEFKAEFEI GTRTAFSLGV GYG

UniProtKB: Sir2 superfamily protein

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分子 #2: Piwi domain protein

分子名称: Piwi domain protein / 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: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 53.325566 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MADNLSQLAA HSTIPEPLLL FKDNRTDTHP LRGLSQYGPY SACFNLPGQV RLAYLAPTEH MRKLDAIVRE LQNPATPKEA TNYYVEYGG FEKVFKVPLV MPQEHLRCLA LDECHGVAAN GNGLALADKI VQSMSGLFRQ KHAFDVLLVY LPASWKKCFE Y DGFDLHDR ...文字列:
MADNLSQLAA HSTIPEPLLL FKDNRTDTHP LRGLSQYGPY SACFNLPGQV RLAYLAPTEH MRKLDAIVRE LQNPATPKEA TNYYVEYGG FEKVFKVPLV MPQEHLRCLA LDECHGVAAN GNGLALADKI VQSMSGLFRQ KHAFDVLLVY LPASWKKCFE Y DGFDLHDR IKAKVAPLNL PIQIINDTAL TRQCRANVMW GVSVALYAKA GGIPWKLADW DKDEAYIGLS YAIKKNAEGQ EY TTCCSQV FDPDGTGFEF VAYDTREFIT DRKGNPYLSY QEMQSVLSKS LHLYQSSHNG RMPRKIFIHK TTHFTEDEIQ GAF DSFSSS TEIELVQIIQ STNWYGLKVD GKKGDKPVAP ASYPVDRGLY QPLTESECLL WTQGSVMGVN QQNPGQPVFK EAAL TPLPN PIMLRRFSGN GGWHATCSSI LALTKVDWNN NTLYKKLPVT LVYSQVFADV VKQTPEIVNE IYDYRFFM

UniProtKB: Piwi domain protein

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

分子名称: DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')
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: 6.728394 KDa
配列文字列:
(DA)(DC)(DG)(DA)(DC)(DG)(DT)(DC)(DT)(DA) (DA)(DG)(DA)(DA)(DA)(DC)(DC)(DA)(DT)(DT) (DA)(DT)

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分子 #4: RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP...

分子名称: RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')
タイプ: rna / ID: 4 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 6.998139 KDa
配列文字列:
AUAAUGGUUU CUUAGACGUC GU

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分子 #5: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE

分子名称: NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: NAD
分子量理論値: 663.425 Da
Chemical component information

ChemComp-NAD:
NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / NAD*YM

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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2.5 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 50 sec.
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
ソフトウェア名称: EPU (ver. FEI)
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / 平均電子線量: 50.0 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: 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
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
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: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 100134
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
得られたモデル

PDB-8jl0:
Cryo-EM structure of the prokaryotic SPARSA system complex

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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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