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- EMDB-71097: Cas1-Cas2/3 integrase bound to foreign dsDNA fragment -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-71097
タイトルCas1-Cas2/3 integrase bound to foreign dsDNA fragment
マップデータ
試料
  • 複合体: Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA
    • 複合体: Cas1-2/3
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas1
    • 複合体: dsDNA
      • DNA: DNA Strand 1
      • DNA: DNA Strand 2
キーワードCRISPR / integrase / type I-F / RECOMBINATION
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / DNA endonuclease activity / helicase activity / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / hydrolase activity / DNA binding / ATP binding / metal ion binding / identical protein binding
類似検索 - 分子機能
Helicase Cas3, CRISPR-associated, Yersinia-type / : / : / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3, I-F/YPEST, Cas2 domain / CRISPR-associated Cas3 subtype I-F/YPEST-like, C-terminal domain / CRISPR-associated protein Cas1, YPEST subtype / Cas3, HD domain / : / CRISPR-associated Cas3-type HD domain / CRISPR-associated Cas3-type HD domain superfamily ...Helicase Cas3, CRISPR-associated, Yersinia-type / : / : / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3, I-F/YPEST, Cas2 domain / CRISPR-associated Cas3 subtype I-F/YPEST-like, C-terminal domain / CRISPR-associated protein Cas1, YPEST subtype / Cas3, HD domain / : / CRISPR-associated Cas3-type HD domain / CRISPR-associated Cas3-type HD domain superfamily / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3, C-terminal / HD Cas3-type domain profile. / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / : / CRISPR-associated protein Cas1 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain / CRISPR associated protein Cas1 / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endonuclease Cas1 / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST
類似検索 - 構成要素
生物種Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.31 Å
データ登録者Henriques WS / Bowman J / Hall LN / Gauvin CG / Wei H / Kuang H / Zimanyi CM / Eng ET / Santiago-Frangos A / Wiedenheft B
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM134867 米国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2025
タイトル: Structures reveal how the Cas1-2/3 integrase captures, delivers, and integrates foreign DNA into CRISPR loci.
著者: William S Henriques / Jarrett Bowman / Laina N Hall / Colin C Gauvin / Hui Wei / Huihui Kuang / Christina M Zimanyi / Edward T Eng / Andrew Santiago-Frangos / Blake Wiedenheft /
要旨: Cas1 and Cas2 are the hallmark proteins of prokaryotic adaptive immunity. However, these two proteins are often fused to other proteins and the functional association of these fusions often remain ...Cas1 and Cas2 are the hallmark proteins of prokaryotic adaptive immunity. However, these two proteins are often fused to other proteins and the functional association of these fusions often remain poorly understood. Here we purify and determine structures of Cas1 and the Cas2/3 fusion proteins from Pseudomonas aeruginosa at distinct stages of CRISPR adaptation. Collectively, these structures reveal a prominent, positively charged channel on one face of the integration complex that captures short fragments of foreign DNA. Foreign DNA binding triggers conformational changes in Cas2/3 that expose new DNA binding surfaces necessary for homing the DNA-bound integrase to specific CRISPR loci. The length of the foreign DNA substrate determines if Cas1-2/3 docks completely onto the CRISPR repeat to successfully catalyze two sequential transesterification reactions required for integration. Together, these structures clarify how the Cas1-2/3 proteins orchestrate foreign DNA capture, site-specific delivery, and integration of new DNA into the bacterial genome.
履歴
登録2025年6月9日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年10月22日-
マップ公開2025年10月22日-
更新2025年10月22日-
現状2025年10月22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_71097.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_71097.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 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 400 pix.
= 333.2 Å		0.83 Å/pix.
x 400 pix.
= 333.2 Å		0.83 Å/pix.
x 400 pix.
= 333.2 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: 0.833 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: 0.178
最小 - 最大-0.55606955 - 1.1100007
平均 (標準偏差)0.0002923546 (±0.030371787)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 333.2 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_71097_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: #2

ファイルemd_71097_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 : Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA

全体名称: Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA
要素
  • 複合体: Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA
    • 複合体: Cas1-2/3
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas1
    • 複合体: dsDNA
      • DNA: DNA Strand 1
      • DNA: DNA Strand 2

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超分子 #1: Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA

超分子名称: Cas1-2/3 with bound foreign dsDNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 415 KDa

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超分子 #2: Cas1-2/3

超分子名称: Cas1-2/3 / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)

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超分子 #3: dsDNA

超分子名称: dsDNA / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3-#4
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌) / Synthetically produced: Yes

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分子 #1: CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST

分子名称: CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 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: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
分子量理論値: 121.27368 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MNILLVSQCE KRALSETRRI LDQFAERRGE RTWQTPITQA GLDTLRRLLK KSARRNTAVA CHWIRGRDHS ELLWIVGDAS RFNAQGAVP TNRTCRDILR KEDENDWHSA EDIRLLTVMA ALFHDIGKAS QAFQAKLRNR GKPMADAYRH EWVSLRLFEA F VGPGSSDE ...文字列:
MNILLVSQCE KRALSETRRI LDQFAERRGE RTWQTPITQA GLDTLRRLLK KSARRNTAVA CHWIRGRDHS ELLWIVGDAS RFNAQGAVP TNRTCRDILR KEDENDWHSA EDIRLLTVMA ALFHDIGKAS QAFQAKLRNR GKPMADAYRH EWVSLRLFEA F VGPGSSDE DWLRRLADKR ETGDAWLSQL ARDDRQSAPP GPFQKSRLPP LAQAVGWLIV SHHRLPNGDH RGSASLARLP AP IQSQWCG ARDADAKEKA ACWQFPHGLP FASAHWRART ALCAQSMLER PGLLARGPAL LHDSYVMHVS RLILMLADHH YSS LPADSR LGDPNFPLHA NTDRDSGKLK QRLDEHLLGV ALHSRKLAGT LPRLERQLPR LARHKGFTRR VEQPRFRWQD KAYD CAMAC REQAMEHGFF GLNLASTGCG KTLANGRILY ALADPQRGAR FSIALGLRSL TLQTGQAYRE RLGLGDDDLA ILVGG SAAR ELFEKQQERL ERSGSESAQE LLAENSHVHF AGTLEDGPLR EWLGRNSAGN RLLQAPILAC TIDHLMPASE SLRGGH QIA PLLRLMTSDL VLDEVDDFDI DDLPALSRLV HWAGLFGSRV LLSSATLPPA LVQGLFEAYR SGREIFQRHR GAPGRAT EI RCAWFDEFSS QSSAHGAVTS FSEAHATFVA QRLAKLEQLP PRRQAQLCTV HAAGEARPAL CRELAGQMNT WMADLHRC H HTEHQGRRIS FGLLRLANIE PLIELAQAIL AQGAPEGLHV HLCVYHSRHP LLVRSAIERQ LDELLKRSDD DAAALFARP TLAKALQAST ERDHLFVVLA SPVAEVGRDH DYDWAIVEPS SMRSIIQLAG RIRRHRSGFS GEANLYLLSR NIRSLEGQNP AFQRPGFET PDFPLDSHDL HDLLDPALLA RIDASPRIVE PFPLFPRSRL VDLEHRRLRA LMLADDPPSS LLGVPLWWQT P ASLSGALQ TSQPFRAGAK ERCYALLPDE DDEERLHFSR YEEGTWSNQD NLLRNLDLTY GPRIQTWGTV NYREELVAMA GR EDLDLRQ CAMRYGEVRL RENTQGWSYH PYLGFKKYN

UniProtKB: CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3 subtype I-F/YPEST

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分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas1

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 詳細: Strep-tagged Cas1 / コピー数: 4 / 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: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
分子量理論値: 36.154844 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MDDISPSELK TILHSKRANL YYLQHCRVLV NGGRVEYVTD EGRHSHYWNI PIANTTSLLL GTGTSITQAA MRELARAGVL VGFCGGGGT PLFSANEVDV EVSWLTPQSE YRPTEYLQRW VGFWFDEEKR LVAARHFQRA RLERIRHSWL EDRVLRDAGF A VDATALAV ...文字列:
MDDISPSELK TILHSKRANL YYLQHCRVLV NGGRVEYVTD EGRHSHYWNI PIANTTSLLL GTGTSITQAA MRELARAGVL VGFCGGGGT PLFSANEVDV EVSWLTPQSE YRPTEYLQRW VGFWFDEEKR LVAARHFQRA RLERIRHSWL EDRVLRDAGF A VDATALAV AVEDSARALE QAPNHEHLLT EEARLSKRLF KLAAQATRYG EFVRAKRGSG GDPANRFLDH GNYLAYGLAA TA TWVLGIP HGLAVLHGKT RRGGLVFDVA DLIKDSLILP QAFLSAMRGD EEQDFRQACL DNLSRAQALD FMIDTLKDVA QRS TVSA

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas1

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分子 #3: DNA Strand 1

分子名称: DNA Strand 1 / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
分子量理論値: 10.377702 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DA)(DA)(DA)(DC)(DC)(DT)(DG)(DG) (DA)(DC)(DT)(DA)(DC)(DT)(DA)(DC)(DA)(DA) (DC)(DC)(DT)(DT)(DC)(DG)(DC)(DT)(DT) (DT)(DT)(DT)(DG)(DG)

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分子 #4: DNA Strand 2

分子名称: DNA Strand 2 / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)
分子量理論値: 9.959435 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DT)(DG)(DC)(DG)(DA)(DA) (DG)(DG)(DT)(DT)(DG)(DT)(DA)(DG)(DT)(DA) (DG)(DT)(DC)(DC)(DA)(DG)(DG)(DA)(DA) (DA)(DA)(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

濃度1.7 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
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
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細Monodisperse peak on SEC

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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)
実像数: 5552 / 平均露光時間: 6.0 sec. / 平均電子線量: 51.78 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: OTHER / 撮影モード: OTHER
最大 デフォーカス（公称値）: 2.8000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.9 µm / 倍率（公称値）: 96000
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 1083100 / 詳細: crYolo
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
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: 3.31 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: 28665
初期 角度割当タイプ: COMMON LINE
最終 角度割当タイプ: COMMON LINE
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
ChainPDB ID
source_name: AlphaFold, initial_model_type: in silico model
source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

8flj

精密化プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-9p1d:
Cas1-Cas2/3 integrase bound to foreign dsDNA fragment

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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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