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- EMDB-39028: Cryo-EM structure of the tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-39028
タイトルCryo-EM structure of the tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Sir2 superfamily protein
    • タンパク質・ペプチド: Piwi domain protein
    • RNA: RNA (21-mer)
    • DNA: DNA (25-mer)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードRNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA COMPLEX / STRUCTURAL PROTEIN / STRUCTURAL PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性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 (バクテリア) / Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (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: 3.38 Å
データ登録者Zhang JT / Cui N / Wei XY / Jia N
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Tetramerization-dependent activation of the Sir2-associated short prokaryotic Argonaute immune system.
著者: Ning Cui / Jun-Tao Zhang / Zhuolin Li / Xin-Yang Wei / Jie Wang / Ning Jia /
要旨: Eukaryotic Argonaute proteins (eAgos) utilize short nucleic acid guides to target complementary sequences for RNA silencing, while prokaryotic Agos (pAgos) provide immunity against invading plasmids ...Eukaryotic Argonaute proteins (eAgos) utilize short nucleic acid guides to target complementary sequences for RNA silencing, while prokaryotic Agos (pAgos) provide immunity against invading plasmids or bacteriophages. The Sir2-domain associated short pAgo (SPARSA) immune system defends against invaders by depleting NAD and triggering cell death. However, the molecular mechanism underlying SPARSA activation remains unknown. Here, we present cryo-EM structures of inactive monomeric, active tetrameric and active NAD-bound tetrameric SPARSA complexes, elucidating mechanisms underlying SPARSA assembly, guide RNA preference, target ssDNA-triggered SPARSA tetramerization, and tetrameric-dependent NADase activation. Short pAgos form heterodimers with Sir2-APAZ, favoring short guide RNA with a 5'-AU from ColE-like plasmids. RNA-guided recognition of the target ssDNA triggers SPARSA tetramerization via pAgo- and Sir2-mediated interactions. The resulting tetrameric Sir2 rearrangement aligns catalytic residue H186 for NAD hydrolysis. These insights advance our understanding of Sir2-domain associated pAgos immune systems and should facilitate the development of a short pAgo-associated biotechnological toolbox.
履歴
登録2024年2月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年10月16日-
マップ公開2024年10月16日-
更新2024年10月16日-
現状2024年10月16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_39028.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_39028.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 371.3 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.)
0.83 Å/pix.
x 460 pix.
= 380.42 Å		0.83 Å/pix.
x 460 pix.
= 380.42 Å		0.83 Å/pix.
x 460 pix.
= 380.42 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: 0.827 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: 0.375
最小 - 最大-1.0841378 - 2.0024376
平均 (標準偏差)0.0016953376 (±0.052274268)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ460460460
Spacing460460460
セルA=B=C: 380.42 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_39028_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_39028_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_39028_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 : Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex

全体名称: Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex
要素
  • 複合体: Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Sir2 superfamily protein
    • タンパク質・ペプチド: Piwi domain protein
    • RNA: RNA (21-mer)
    • DNA: DNA (25-mer)
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA complex

超分子名称: Tetrameric SPARSA gRNA-ssDNA 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 (バクテリア)

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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: 4 / 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: 66.645922 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (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 GYGR

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: 4 / 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 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (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: RNA (21-mer)

分子名称: RNA (21-mer) / タイプ: rna / ID: 3 / コピー数: 4
由来(天然)生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
分子量理論値: 6.651949 KDa
配列文字列:
AUUCCUGUUA GAGCUGUUAA C

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分子 #4: DNA (25-mer)

分子名称: DNA (25-mer) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 4 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
分子量理論値: 7.70804 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DG)(DT)(DT)(DA)(DA)(DC)(DA)(DG) (DC)(DT)(DC)(DT)(DA)(DA)(DC)(DA)(DG)(DG) (DA)(DA)(DT)(DA)(DA)

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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
凍結凍結剤: ETHANE

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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) / 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C2レンズ絞り径: 70.0 µm / 照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm
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 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.38 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 36656
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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