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- PDB-5wfe: Cas1-Cas2-IHF-DNA holo-complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5wfe
タイトルCas1-Cas2-IHF-DNA holo-complex
要素
  • (CRISPR-associated ...) x 2
  • (Integration host factor subunit ...) x 2
  • DNA (28-MER)
  • DNA (45-MER)
  • DNA (61-MER)
  • DNA (76-MER)
キーワードDNA BINDING PROTEIN/DNA / CRISPR integration complex / DNA / Cas1-Cas2 / IHF / DNA BINDING PROTEIN / DNA BINDING PROTEIN-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


CRISPR-cas system / crossover junction DNA endonuclease activity / 5'-flap endonuclease activity / maintenance of CRISPR repeat elements / structural constituent of chromatin / regulation of translation / chromosome / defense response to virus / endonuclease activity / DNA recombination ...CRISPR-cas system / crossover junction DNA endonuclease activity / 5'-flap endonuclease activity / maintenance of CRISPR repeat elements / structural constituent of chromatin / regulation of translation / chromosome / defense response to virus / endonuclease activity / DNA recombination / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA repair / DNA damage response / regulation of DNA-templated transcription / protein homodimerization activity / DNA binding / identical protein binding / metal ion binding / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Integration host factor, alpha subunit / Integration host factor, beta subunit / CRISPR-associated protein Cas2 subtype / CRISPR-associated protein (Cas_Cas2CT1978) / CRISPR-associated protein Cas1, ECOLI subtype / CRISPR-associated protein Cas1, type I-E / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain / HU Protein; Chain A / IHF-like DNA-binding proteins ...Integration host factor, alpha subunit / Integration host factor, beta subunit / CRISPR-associated protein Cas2 subtype / CRISPR-associated protein (Cas_Cas2CT1978) / CRISPR-associated protein Cas1, ECOLI subtype / CRISPR-associated protein Cas1, type I-E / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain / HU Protein; Chain A / IHF-like DNA-binding proteins / CRISPR-associated endonuclease Cas1, N-terminal domain / : / Histone-like DNA-binding protein, conserved site / Bacterial histone-like DNA-binding proteins signature. / Histone-like DNA-binding protein / Bacterial DNA-binding protein / bacterial (prokaryotic) histone like domain / CRISPR-associated protein Cas1 / CRISPR-associated endonuclease Cas1, C-terminal domain / CRISPR associated protein Cas1 / Integration host factor (IHF)-like DNA-binding domain superfamily / Ribosomal Protein L15; Chain: K; domain 2 / Ribosomal Protein L15; Chain: K; domain 2 / Four Helix Bundle (Hemerythrin (Met), subunit A) / Few Secondary Structures / Irregular / Up-down Bundle / Mainly Alpha / Alpha Beta
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / Integration host factor subunit alpha / Integration host factor subunit beta / CRISPR-associated endoribonuclease Cas2 / CRISPR-associated endonuclease Cas1
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
Escherichia coli S88 (大腸菌)
synthetic construct (人工物)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.64 Å
データ登録者Wright, A.V. / Liu, J.J. / Nogales, E. / Doudna, J.A.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, United States)1244557 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1P50GM102706-01 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2017
タイトル: Structures of the CRISPR genome integration complex.
著者: Addison V Wright / Jun-Jie Liu / Gavin J Knott / Kevin W Doxzen / Eva Nogales / Jennifer A Doudna /
要旨: CRISPR-Cas systems depend on the Cas1-Cas2 integrase to capture and integrate short foreign DNA fragments into the CRISPR locus, enabling adaptation to new viruses. We present crystal structures of ...CRISPR-Cas systems depend on the Cas1-Cas2 integrase to capture and integrate short foreign DNA fragments into the CRISPR locus, enabling adaptation to new viruses. We present crystal structures of Cas1-Cas2 bound to both donor and target DNA in intermediate and product integration complexes, as well as a cryo-electron microscopy structure of the full CRISPR locus integration complex, including the accessory protein IHF (integration host factor). The structures show unexpectedly that indirect sequence recognition dictates integration site selection by favoring deformation of the repeat and the flanking sequences. IHF binding bends the DNA sharply, bringing an upstream recognition motif into contact with Cas1 to increase both the specificity and efficiency of integration. These results explain how the Cas1-Cas2 CRISPR integrase recognizes a sequence-dependent DNA structure to ensure site-selective CRISPR array expansion during the initial step of bacterial adaptive immunity.
履歴
登録2017年7月11日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02017年8月2日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12017年9月13日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_software / pdbx_audit_support
Item: _em_software.name / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.22017年9月27日Group: Database references / Experimental preparation / カテゴリ: citation / em_sample_support
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _em_sample_support.grid_type
改定 1.32018年7月18日Group: Data collection / カテゴリ: em_software / Item: _em_software.image_processing_id / _em_software.name
改定 1.42019年11月27日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.52024年3月13日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8827
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: CRISPR-associated endonuclease Cas1
B: CRISPR-associated endonuclease Cas1
C: CRISPR-associated endonuclease Cas1
D: CRISPR-associated endonuclease Cas1
E: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2
F: CRISPR-associated endoribonuclease Cas2
G: DNA (28-MER)
H: DNA (45-MER)
I: DNA (76-MER)
J: DNA (61-MER)
K: Integration host factor subunit alpha
L: Integration host factor subunit beta


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)253,90812
ポリマ－253,90812
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area45600 Å2
ΔGint-251 kcal/mol
Surface area86400 Å2

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要素

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CRISPR-associated ... , 2種, 6分子 ABCDEF

#1: タンパク質
CRISPR-associated endonuclease Cas1


分子量: 33235.418 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: Cas1 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K12 / 遺伝子: ygbT, cas1, b2755, JW2725 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: Q46896, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
#2: タンパク質 CRISPR-associated endoribonuclease Cas2


分子量: 11553.270 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K12 / 遺伝子: ygbF, cas2, b2754, JW5438 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P45956, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素

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DNA鎖 , 4種, 4分子 GHIJ

#3: DNA鎖 DNA (28-MER)


分子量: 8680.646 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: DNA鎖 DNA (45-MER)


分子量: 18745.965 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#5: DNA鎖 DNA (76-MER)


分子量: 29101.656 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#6: DNA鎖 DNA (61-MER)


分子量: 19286.447 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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Integration host factor subunit ... , 2種, 2分子 KL

#7: タンパク質 Integration host factor subunit alpha / IHF-alpha


分子量: 11373.952 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli S88 (大腸菌) / 株: S88 / ExPEC / 遺伝子: ihfA, himA, ECS88_1763 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: B7MAS3
#8: タンパク質 Integration host factor subunit beta / IHF-beta


分子量: 10671.178 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli S88 (大腸菌) / 株: S88 / ExPEC / 遺伝子: ihfB, himD, ECS88_0940 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: B7MHM1

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: Cas1-Cas2-IHF-DNA holo complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5
詳細: 20 mM HEPES, pH 7.5, 150 mM KCl, 5 mM EDTA, 1 mM DTT, and 0.1% glycerol
試料濃度: 0.3 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: 1uM Cas1-Cas2-DNA-IHF complexes
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: C-flat
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 281.15 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.6 mm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影平均露光時間: 6 sec. / 電子線照射量: 1.5 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3000
画像スキャン動画フレーム数/画像: 30 / 利用したフレーム数/画像: 3-30

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.11.1_2575: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称カテゴリFitting-ID
2SerialEM画像取得
4CTFFIND4CTF補正
7UCSF Chimeraモデルフィッティング1
10Relion2.1最終オイラー角割当
11Relion2.1分類
12cryoSPARC３次元再構成
20PHENIXモデル精密化1
35Cootモデルフィッティング2
40PHENIXモデル精密化2
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 650000
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.64 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 86000 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築
IDプロトコル空間詳細
1RIGID BODY FITREALmodel building for protein part
2AB INITIO MODELREALmodel building for DNA part
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00416254
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.63722914
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d19.9479013
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0392602
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0192305

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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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