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- EMDB-60330: Cryo-EM structure of Cas5-HNH Cascade bound with sDNA, Conf2 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-60330
タイトルCryo-EM structure of Cas5-HNH Cascade bound with sDNA, Conf2
マップデータ
試料
  • 複合体: Cas5-HNH Cascade
    • RNA: RNA (61-MER)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasC
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasD
    • DNA: DNA (60-MER)
キーワードCryo-EM strcuture / Cascade / CRISPR-Cas / IMMUNE SYSTEM/DNA/RNA / IMMUNE SYSTEM-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / endonuclease activity / defense response to virus / RNA binding / zinc ion binding
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein, CT1975 / CT1975-like protein / CRISPR-associated protein, CasD / HNH endonuclease / HNH endonuclease / CRISPR-associated protein, Cas5 / CRISPR-associated protein (Cas_Cas5) / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal / HNH nucleases / HNH nuclease
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR system Cascade subunit CasC / CRISPR system Cascade subunit CasD
類似検索 - 構成要素
生物種Candidatus Cloacimonetes bacterium ADurb.Bin088 (バクテリア) / Escherichia coli (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: 2.8 Å
データ登録者Liu YN / Wang L / Zhang H / Zhu H
資金援助 中国, 1件
OrganizationGrant number国
Chinese Academy of Sciences 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Structural basis for RNA-guided DNA degradation by Cas5-HNH/Cascade complex.
著者: Yanan Liu / Lin Wang / Qian Zhang / Pengyu Fu / Lingling Zhang / Ying Yu / Heng Zhang / Hongtao Zhu /
要旨: Type I-E CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas (CRISPR-associated proteins) system is one of the most extensively studied RNA-guided adaptive immune systems in ...Type I-E CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas (CRISPR-associated proteins) system is one of the most extensively studied RNA-guided adaptive immune systems in prokaryotes, providing defense against foreign genetic elements. Unlike the previously characterized Cas3 nuclease, which exhibits progressive DNA cleavage in the typical type I-E system, a recently identified HNH-comprising Cascade system enables precise DNA cleavage. Here, we present several near-atomic cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of the Candidatus Cloacimonetes bacterium Cas5-HNH/Cascade complex, both in its DNA-bound and unbound states. Our analysis reveals extensive interactions between the HNH domain and adjacent subunits, including Cas6 and Cas11, with mutations in these key interactions significantly impairing enzymatic activity. Upon DNA binding, the Cas5-HNH/Cascade complex adopts a more compact conformation, with subunits converging toward the center of nuclease, leading to its activation. Notably, we also find that divalent ions such as zinc, cobalt, and nickel down-regulate enzyme activity by destabilizing the Cascade complex. Together, these findings offer structural insights into the assembly and activation of the Cas5-HNH/Cascade complex.
履歴
登録2024年5月29日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年12月11日-
マップ公開2024年12月11日-
更新2025年6月18日-
現状2025年6月18日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_60330.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_60330.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 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.)
0.81 Å/pix.
x 360 pix.
= 290.88 Å		0.81 Å/pix.
x 360 pix.
= 290.88 Å		0.81 Å/pix.
x 360 pix.
= 290.88 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: 0.808 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: 0.124
最小 - 最大-0.0017808691 - 2.2051158
平均 (標準偏差)0.0017500421 (±0.03068637)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 290.88 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_60330_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_60330_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_60330_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 : Cas5-HNH Cascade

全体名称: Cas5-HNH Cascade
要素
  • 複合体: Cas5-HNH Cascade
    • RNA: RNA (61-MER)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasC
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasD
    • DNA: DNA (60-MER)

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超分子 #1: Cas5-HNH Cascade

超分子名称: Cas5-HNH Cascade / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Candidatus Cloacimonetes bacterium ADurb.Bin088 (バクテリア)
分子量理論値: 400 kDa/nm

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分子 #1: RNA (61-MER)

分子名称: RNA (61-MER) / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 19.697695 KDa
配列文字列:
GUGAACCGGA UUGCCGUCAG GAAAUUAGGU GCGCUUAGCA GUAUUCCCCA CGCAUGUGGG G

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分子 #2: CRISPR system Cascade subunit CasC

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasC / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Candidatus Cloacimonetes bacterium ADurb.Bin088 (バクテリア)
分子量理論値: 41.794367 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MLIEIHMIQN HSPANLNRDD LGAPKTCYFG GVLRSRISSQ CIKRSIRTSN DFKALLGGVR TRRLADLIQQ EAGETECWKK AQEILNKCG FKNKDDNTKM LVFMSKDKIK DLARIVLDNS LGLTEAAQQV ANVIAQATLA PDIALCGRML EPNDKDKDKK V KWSNTTVE ...文字列:
MLIEIHMIQN HSPANLNRDD LGAPKTCYFG GVLRSRISSQ CIKRSIRTSN DFKALLGGVR TRRLADLIQQ EAGETECWKK AQEILNKCG FKNKDDNTKM LVFMSKDKIK DLARIVLDNS LGLTEAAQQV ANVIAQATLA PDIALCGRML EPNDKDKDKK V KWSNTTVE AALQVAHAIS THIARPEIDY FVAADDVPGE DAGAGHIGES MFASACFYKY FSIDWEQLVK NLKGDTNLAA HT VGAFLLA AAKTNPSGKQ NSFAAHNYPD GILVEFKNSP ISYANAFVRP VSVVKESDLV EQSIGQLSNY VNDIRLGYYD EQS PVIGFW FSPNNRYPLG YKHSKLASRN IGNLNELVGA VLDYIGGFKW EEVQKSKAYI GG

UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasC

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分子 #3: CRISPR system Cascade subunit CasD

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasD / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Candidatus Cloacimonetes bacterium ADurb.Bin088 (バクテリア)
分子量理論値: 43.688449 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MSAPPNTLFL RLEGALQSWG SNEAKFALRR TADAPTKSGV LGLLCAAMGI GRAEAADSWL PKLANLRMGV RIDRPGIRWW DFHTVGAGQ RMRMAELKAP KKPSMVGAAL AETLTPSKVK TRAETLLSRR EYLADASFLV ALQGEPELVA KLSAALAKPV W AIYLGRKS ...文字列:
MSAPPNTLFL RLEGALQSWG SNEAKFALRR TADAPTKSGV LGLLCAAMGI GRAEAADSWL PKLANLRMGV RIDRPGIRWW DFHTVGAGQ RMRMAELKAP KKPSMVGAAL AETLTPSKVK TRAETLLSRR EYLADASFLV ALQGEPELVA KLSAALAKPV W AIYLGRKS CPPSRPVCEH PPGFYNTLEE ALSAVPLQKR WHNEPLPQIL PCVMDWIPGY DGEHAPDDAE IHYDLPVSFQ PP RHLPRFV IRRELVVGED VQVSRETGTS VWRPKGTRAD YNNSEYKKVR AERLVMDHAA CMVCKHPATT VQHVNYRRAG GKE IPEDLR ALCRLCHDAC TMLEYGSGMT TNRIDPCDPI WRERILAKRK EIVEFRSRGQ RFRKMKPEEE NG

UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasD

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分子 #4: DNA (60-MER)

分子名称: DNA (60-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 18.427801 KDa
配列文字列: (DC)(DG)(DG)(DA)(DG)(DA)(DG)(DC)(DT)(DT) (DG)(DA)(DC)(DA)(DT)(DG)(DT)(DG)(DT)(DG) (DC)(DT)(DA)(DA)(DG)(DC)(DG)(DC)(DA) (DC)(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC) (DT) (DG)(DA)(DC)(DG)(DG) ...文字列:
(DC)(DG)(DG)(DA)(DG)(DA)(DG)(DC)(DT)(DT) (DG)(DA)(DC)(DA)(DT)(DG)(DT)(DG)(DT)(DG) (DC)(DT)(DA)(DA)(DG)(DC)(DG)(DC)(DA) (DC)(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC) (DT) (DG)(DA)(DC)(DG)(DG)(DC)(DA)(DA) (DT)(DC)(DC)(DT)(DT)(DA)(DC)(DC)(DA)(DG) (DC)(DT)

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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: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 60.0 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 25.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 12.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
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: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 53050
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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