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- EMDB-51145: CryoEM structure of Enterococcus italicus Csm-crRNA (3.2 complex) -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-51145
タイトルCryoEM structure of Enterococcus italicus Csm-crRNA (3.2 complex)
マップデータ
試料
  • 複合体: Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1 stoichiometry
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm2
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm4
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm5
    • RNA: RNA (30-MER)
キーワードType III-A CRISPR-Cas RNA-guided nuclease Endoribonuclease cyclic oligoadenylate synthetase HD nuclease / RNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


exonuclease activity / 転移酵素; リンを含む基を移すもの; 核酸を移すもの / transferase activity / endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA binding / ATP binding
類似検索 - 分子機能
: / CRISPR RNA silencing complex Cmr2 subunit, second helical domain / Csm4, C-terminal / CRISPR Csm4 C-terminal domain / CRISPR-associated protein Csm5 / CRISPR-associated protein, Csm2 Type III-A / Csm2 Type III-A / : / CRISPR-associated RAMP Csm3 / CRISPR type III-associated RAMP protein Csm4 ...: / CRISPR RNA silencing complex Cmr2 subunit, second helical domain / Csm4, C-terminal / CRISPR Csm4 C-terminal domain / CRISPR-associated protein Csm5 / CRISPR-associated protein, Csm2 Type III-A / Csm2 Type III-A / : / CRISPR-associated RAMP Csm3 / CRISPR type III-associated RAMP protein Csm4 / CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 / Csm1, subunit domain B / Csm1 subunit domain B / : / Cas10/Cmr2, second palm domain / : / CRISPR type III-associated protein / RAMP superfamily / GGDEF domain profile. / GGDEF domain / Reverse transcriptase/Diguanylate cyclase domain
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR system Cms protein Csm5 / CRISPR system Cms protein Csm4 / CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3 / CRISPR system Cms protein Csm2 / CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
類似検索 - 構成要素
生物種Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.83 Å
データ登録者Jungfer K / Jinek M
資金援助European Union, 1件
OrganizationGrant number国
European Research Council (ERC)820152European Union
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: Mechanistic determinants and dynamics of cA6 synthesis in type III CRISPR-Cas effector complexes.
著者: Kenny Jungfer / Štefan Moravčík / Carmela Garcia-Doval / Anna Knörlein / Jonathan Hall / Martin Jinek /
要旨: Type III clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) systems (type III CRISPR-Cas systems) use guide RNAs to recognize RNA transcripts of foreign ...Type III clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) systems (type III CRISPR-Cas systems) use guide RNAs to recognize RNA transcripts of foreign genetic elements, which triggers the generation of cyclic oligoadenylate (cOA) second messengers by the Cas10 subunit of the type III effector complex. In turn, cOAs bind and activate ancillary effector proteins to reinforce the host immune response. Type III systems utilize distinct cOAs, including cyclic tri- (cA3), tetra- (cA4) and hexa-adenylates (cA6). However, the molecular mechanisms dictating cOA product identity are poorly understood. Here we used cryoelectron microscopy to visualize the mechanism of cA6 biosynthesis by the Csm effector complex from Enterococcus italicus (EiCsm). We show that EiCsm synthesizes oligoadenylate nucleotides in 3'-5' direction using a set of conserved binding sites in the Cas10 Palm domains to determine the size of the nascent oligoadenylate chain. Our data also reveal that conformational dynamics induced by target RNA binding results in allosteric activation of Cas10 to trigger oligoadenylate synthesis. Mutations of a key structural element in Cas10 perturb cOA synthesis to favor cA3 and cA4 formation. Together, these results provide comprehensive insights into the dynamics of cOA synthesis in type III CRISPR-Cas systems and reveal key determinants of second messenger product selectivity, thereby illuminating potential avenues for their engineering.
履歴
登録2024年7月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月29日-
マップ公開2025年1月29日-
更新2025年1月29日-
現状2025年1月29日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_51145.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_51145.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 421.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

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その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.65 Å/pix.
x 480 pix.
= 312. Å		0.65 Å/pix.
x 480 pix.
= 312. Å		0.65 Å/pix.
x 480 pix.
= 312. Å

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ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.65 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: 0.093
最小 - 最大-0.5619676 - 1.0036079
平均 (標準偏差)-0.00008297436 (±0.017486725)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ480480480
Spacing480480480
セルA=B=C: 312.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_51145_additional_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_51145_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_51145_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 : Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1...

全体名称: Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1 stoichiometry
要素
  • 複合体: Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1 stoichiometry
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm2
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm4
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cms protein Csm5
    • RNA: RNA (30-MER)

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超分子 #1: Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1...

超分子名称: Binary Csm-crRNA complex with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1 stoichiometry
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 260 KDa

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分子 #1: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1...

分子名称: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: N-term. 3C site & 10xHis tag / コピー数: 1 / 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: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 88.294 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MHHHHHHHHH HLEVLFQGPS NKKLELMYGS LLHDIGKIVY RSNSVDFAKG THSKIGSQFL NKFKPFQLSG IVDSVSYHHY KELASSSLL DDSVAYITYI ADNIASGTDR RASEGDYEGE GNRQRFDKRA PLASIFNVVN SETKGLANYT YSFEKEQVYR Y PTDAKKEY ...文字列:
MHHHHHHHHH HLEVLFQGPS NKKLELMYGS LLHDIGKIVY RSNSVDFAKG THSKIGSQFL NKFKPFQLSG IVDSVSYHHY KELASSSLL DDSVAYITYI ADNIASGTDR RASEGDYEGE GNRQRFDKRA PLASIFNVVN SETKGLANYT YSFEKEQVYR Y PTDAKKEY TSSQYAALVN KMTDDLSNKL KVGPDSFSSL LQWTESLWSY IPSSTDTNQV MDVSLYDHSK ITCAIASCIY DY LTEMNCV NYRKELFSPY EKTKQFYQED VFLLVSLDMS GIQDFIYNIS GSKALKSLRS RSFYLETMLE SLVDDLLSDL ELS RANLLY TGGGHAYLLL PNTERARDVL ASFEGEMKEW FIKIFKTDLS VAIAYKACTG EDLMNSNGTY SDLWQTVSRK LSDK KAHKY SLNEIKLFNS TIHAGTQECK ECLRSDIDIS EDSLCKICEG IIAISNDLRD YSFFVVSPEG KVPLPRNRYL SVENQ DGAE RKIKMNKETR IYSKNQPFVG KQLVTNLWMC DYDFSTLNPE TKKQGIASYV NREVGIPRLG VLRADIDNLG TTFIKG IPE QYRSISRTAT LSRQLSMFFK FELSNILKGA RISVIYSGGD DLFLIGAWDD VISKALVLRK AFTRFSAGKL TFSAGIG MY PVKYPISKMA SETGVLEDLA KRGEKNQVAL WNDSKVFGWS QLEEQILKEK MIPLQEALTN SQEHGKSFLY KMLELLRN E DQINIARLAY LLARSSLSEE LTQSIFAWSQ NKQQKVELIT AIEYLVYQIR EAD

UniProtKB: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)

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分子 #2: CRISPR system Cms protein Csm2

分子名称: CRISPR system Cms protein Csm2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 16.523047 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
MELAKTKTGE MIDLNFARKV VEENKRVKDN RGRQEIVLFN GLTTSKLRNL LELINHVYTK VYNSDDTTLS EDVRDELEYL KVKFAYESG REPAVRTFIE KTYVDKLVDV VLKKNTKKIF LDYCKYFEAL VAYAKFYRMG D

UniProtKB: CRISPR system Cms protein Csm2

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分子 #3: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3

分子名称: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / 詳細: E32A / コピー数: 3 / 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: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 23.500777 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MYSKIRIVGK IDVLTGLHIG GGGETSMIGA IASPVVRDPY SRLPIIPGSS IKGKMRSLLA KHIGLIPGQK MHNQDAPEIL RLFGSSQKG AIQSSRLQIS DAFFSKASQE EFDKKDLAYT ETKFENTISR LTAVANPRQI ERVTRGASFD FHIIYNVENI N EVMADFEN ...文字列:
MYSKIRIVGK IDVLTGLHIG GGGETSMIGA IASPVVRDPY SRLPIIPGSS IKGKMRSLLA KHIGLIPGQK MHNQDAPEIL RLFGSSQKG AIQSSRLQIS DAFFSKASQE EFDKKDLAYT ETKFENTISR LTAVANPRQI ERVTRGASFD FHIIYNVENI N EVMADFEN IKTAIHLLEN DYLGGGGTRG NGRIRFVIDS IDTVVGDFDS SNLSIK

UniProtKB: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3

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分子 #4: CRISPR system Cms protein Csm4

分子名称: CRISPR system Cms protein Csm4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 34.358059 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MNQLVVKLVK LTFKSPVHFG MKRLSDSNHT IAADTLFSAL IIEALQQQLE LSHLLNNLVI TDLFPYNKTS YFLPKPLIRI EGKKGDESG YKAFKKLTYI PVENYSEYLR GEIDSLEASK IAESLNLGKA SLSTKVSLQA VDHNGESEPY SVGNFTFYPE S GLYFLAKG ...文字列:
MNQLVVKLVK LTFKSPVHFG MKRLSDSNHT IAADTLFSAL IIEALQQQLE LSHLLNNLVI TDLFPYNKTS YFLPKPLIRI EGKKGDESG YKAFKKLTYI PVENYSEYLR GEIDSLEASK IAESLNLGKA SLSTKVSLQA VDHNGESEPY SVGNFTFYPE S GLYFLAKG NADTIGQLEI LMHALQYSGI GGKRSAGYGQ FRCTIEDSGK FDSLLSQTGN IAILLSSAMA SDEELVDCLE DA RYLLKKR TGFVQSKTYA DQLVKKKDFY AFSAGSTFYQ KFNGKIFDVS DNGRHSVYRY AKAFWLEGKI

UniProtKB: CRISPR system Cms protein Csm4

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分子 #5: CRISPR system Cms protein Csm5

分子名称: CRISPR system Cms protein Csm5 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / 詳細: C-term. 3C site & Twin-Strep tag / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 43.328676 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MIEKVYQVKL KVYGPVHIGS GKIIRKQEYI YDRRKSLAHI VDGPNLVKFL NKKGKFTAYL QYLNTTKERA DLYTFLRQEQ IDTNDWKTF VLYTERVNQG KIDMKDHNPY SRTSTNRRQV DKGMNDLHLF VRDGRGDLYI PGSSLKGALR TVLEGANQSA E AFHSLSIS ...文字列:
MIEKVYQVKL KVYGPVHIGS GKIIRKQEYI YDRRKSLAHI VDGPNLVKFL NKKGKFTAYL QYLNTTKERA DLYTFLRQEQ IDTNDWKTF VLYTERVNQG KIDMKDHNPY SRTSTNRRQV DKGMNDLHLF VRDGRGDLYI PGSSLKGALR TVLEGANQSA E AFHSLSIS DSLPIDPKNL AIYQKIDINK ELKPMPLYRE CVNVGTTVEF TMKINSDDWT IEKIEKQIQQ AYLQYWNKWF VG MVTTPGG KAFIKGGGLP SVLHAKHRPT VLFLGGGTGF PSKTTHYLQK PKEQAQKDIF AILQRRFRNV YGKMATVPKN VPM VLKGTV NDSTNKWYQQ GVCLLEFQPI GEALEVLFQG PGGGWSHPQF EKGGGWSHPQ FEK

UniProtKB: CRISPR system Cms protein Csm5

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分子 #6: RNA (30-MER)

分子名称: RNA (30-MER) / タイプ: rna / ID: 6 / 詳細: crRNA / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
分子量理論値: 14.645835 KDa
配列文字列:
ACGAGAACAU GCGCGACAUU CCGAAGAACG CUGAAGCGCU GGGGG

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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1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMHEPES2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid
350.0 mMKClpotassium chloride
10.0 mMMgClmagnesium chloride
1.0 mMDTTdithiothreitol
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 200 / 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: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 45.21 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: 50.0 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）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm / 倍率（公称値）: 130000
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

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.83 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1) / 使用した粒子像数: 135906
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)

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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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