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- EMDB-44514: SgrAI mutant K242A endonuclease DNA-bound dimer with Mg2+ and int... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44514
タイトルSgrAI mutant K242A endonuclease DNA-bound dimer with Mg2+ and intact primary site DNA
マップデータCryo-EM full map of K242A/40-1/Mg
試料
  • 複合体: Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact primary site DNA
    • タンパク質・ペプチド: SgraIR restriction enzyme
    • DNA: 40-1 DNA
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: water
キーワードrestriction endonuclease / DNAse / allostery / bacterial innate immunity / filament / hyper-activation / substrate specificity / HYDROLASE-DNA complex / DNA BINDING PROTEIN
機能・相同性Restriction endonuclease, type II, Cfr10I/Bse634I / Cfr10I/Bse634I restriction endonuclease / Restriction endonuclease type II-like / metal ion binding / identical protein binding / SgraIR restriction enzyme
機能・相同性情報
生物種Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.34 Å
データ登録者Shan Z / Lyumkis D / Horton NC
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-1934291 米国
National Science Foundation (NSF, United States)DBI-2018942 米国
引用ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2024
タイトル: Two-metal ion mechanism of DNA cleavage by activated, filamentous SgrAI.
著者: Zelin Shan / Andres Rivero-Gamez / Dmitry Lyumkis / Nancy C Horton /
要旨: Enzymes that form filamentous assemblies with modulated enzymatic activities have gained increasing attention in recent years. SgrAI is a sequence specific type II restriction endonuclease that forms ...Enzymes that form filamentous assemblies with modulated enzymatic activities have gained increasing attention in recent years. SgrAI is a sequence specific type II restriction endonuclease that forms polymeric filaments with accelerated DNA cleavage activity and expanded DNA sequence specificity. Prior studies have suggested a mechanistic model linking the structural changes accompanying SgrAI filamentation to its accelerated DNA cleavage activity. In this model, the conformational changes that are specific to filamentous SgrAI maximize contacts between different copies of the enzyme within the filament and create a second divalent cation binding site in each subunit, which in turn facilitates the DNA cleavage reaction. However, our understanding of the atomic mechanism of catalysis is incomplete. Herein, we present two new structures of filamentous SgrAI solved using cryo-EM. The first structure, resolved to 3.3 Å, is of filamentous SgrAI containing an active site mutation that is designed to stall the DNA cleavage reaction, which reveals the enzymatic configuration prior to DNA cleavage. The second structure, resolved to 3.1 Å, is of WT filamentous SgrAI containing cleaved substrate DNA, which reveals the enzymatic configuration at the end of the enzymatic cleavage reaction. Both structures contain the phosphate moiety at the cleavage site and the biologically relevant divalent cation cofactor Mg and define how the Mg cation reconfigures during enzymatic catalysis. The data support a model for the activation mechanism that involves binding of a second Mg in the SgrAI active site as a direct result of filamentation induced conformational changes.
履歴
登録2024年4月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年3月5日-
マップ公開2025年3月5日-
更新2025年3月5日-
現状2025年3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_44514.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_44514.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM full map of K242A/40-1/Mg
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 320 pix.
= 265.6 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 265.6 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 265.6 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: 0.83 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: 0.17
最小 - 最大-1.1892978 - 1.6395072
平均 (標準偏差)0.0050521796 (±0.06880874)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 265.6 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_44514_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: Cryo-EM half map A of K242A/40-1/Mg

ファイルemd_44514_half_map_1.map
注釈Cryo-EM half map A of K242A/40-1/Mg
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: Cryo-EM half map B of K242A/40-1/Mg

ファイルemd_44514_half_map_2.map
注釈Cryo-EM half map B of K242A/40-1/Mg
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 : Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact ...

全体名称: Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact primary site DNA
要素
  • 複合体: Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact primary site DNA
    • タンパク質・ペプチド: SgraIR restriction enzyme
    • DNA: 40-1 DNA
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: water

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超分子 #1: Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact ...

超分子名称: Filamentous SgrAI mutant K242A endonuclease with Mg2+ and intact primary site DNA
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
分子量理論値: 33.6 kDa/nm

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分子 #1: SgraIR restriction enzyme

分子名称: SgraIR restriction enzyme / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
分子量理論値: 39.741816 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli 'BL21-Gold(DE3)pLysS AG' (大腸菌)
配列文字列: MPFTYSIEAT RNLATTERCI QDIRNAPVRN RSTQFQLAQQ NMLAYTFGEV IPGFASAGIN GMDYRDVIGR PVENAVTEGT HFFRDDFRV DSNAKAKVAG DIFEIVSSAV MWNCAARWNS LMVGEGWRSQ PRYSRPTLSP SPRRQVAVLN LPRSFDWVSL L VPESQEVI ...文字列:
MPFTYSIEAT RNLATTERCI QDIRNAPVRN RSTQFQLAQQ NMLAYTFGEV IPGFASAGIN GMDYRDVIGR PVENAVTEGT HFFRDDFRV DSNAKAKVAG DIFEIVSSAV MWNCAARWNS LMVGEGWRSQ PRYSRPTLSP SPRRQVAVLN LPRSFDWVSL L VPESQEVI EEFRAGLRKD GLGLPTSTPD LAVVVLPEEF QNDEMWREEI AGLTRPNQIL LSGAYQRLQG RVQPGEISLA VA FARSLRS DRLYQPLYEA NVMQLLLEGK LGAPKVEFEV HTLAPEGTNA FVTYEAASLY GLAEGRSAVH RAIRELYVPP TAA DLARRF FAFLNERMEK VNGENLYFQS HHHHHH

UniProtKB: SgraIR restriction enzyme

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分子 #2: 40-1 DNA

分子名称: 40-1 DNA / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
分子量理論値: 24.674738 KDa
配列文字列: (DG)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG) (DT)(DC)(DT)(DT)(DC)(DA)(DC)(DA)(DC)(DC) (DG)(DG)(DT)(DG)(DG)(DA)(DT)(DG)(DC) (DG)(DT)(DG)(DG)(DG)(DT)(DC)(DT)(DT)(DC) (DA) (DT)(DG)(DA)(DA)(DG) ...文字列:
(DG)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG) (DT)(DC)(DT)(DT)(DC)(DA)(DC)(DA)(DC)(DC) (DG)(DG)(DT)(DG)(DG)(DA)(DT)(DG)(DC) (DG)(DT)(DG)(DG)(DG)(DT)(DC)(DT)(DT)(DC) (DA) (DT)(DG)(DA)(DA)(DG)(DA)(DC)(DC) (DC)(DA)(DC)(DG)(DC)(DA)(DT)(DC)(DC)(DA) (DC)(DC) (DG)(DG)(DT)(DG)(DT)(DG)(DA) (DA)(DG)(DA)(DC)(DC)(DC)(DA)(DC)(DG)(DC) (DA)(DT)(DC)

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #4: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 9 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度名称式
25.0 mMTris-HCl
150.0 mMsodium chlorideNaCl
1.0 mMTCEP
8.7 mMMagnesium chlorideMgCl2
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GRAPHENE / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: HOMEMADE PLUNGER
詳細: Cryo-EM grids were prepared by freezing using a manual plunger in cold room at 4C.

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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) / 検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-50 / 実像数: 3488 / 平均電子線量: 42.8 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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 105000
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

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 20.9 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -86.2 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C2 (2回回転対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.34 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.2) / 使用した粒子像数: 357489
初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
EMDB ID:

20015

最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 4.2)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6obj


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-9bgj:
SgrAI mutant K242A endonuclease DNA-bound dimer with Mg2+ and intact primary site DNA

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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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