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万見
- PDB-8h1j: Cryo-EM structure of the TnpB-omegaRNA-target DNA ternary complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8h1j
タイトルCryo-EM structure of the TnpB-omegaRNA-target DNA ternary complex
要素
  • Non-target strand
  • RNA-guided DNA endonuclease TnpB
  • Target strand
  • omegaRNA (130-MER)
キーワードRNA BINDING PROTEIN / CRISPR-Cas / Transposon-associated protein
機能・相同性
機能・相同性情報


transposition / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ / endonuclease activity / DNA recombination / DNA binding / RNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
: / Transposase, putative, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / Probable transposase, IS891/IS1136/IS1341 / Probable transposase / : / Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Cas12f1-like, TNB domain / ARFGAP/RecO-like zinc finger
類似検索 - ドメイン・相同性
: / DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / RNA (> 100) / RNA-guided DNA endonuclease TnpB
類似検索 - 構成要素
生物種Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
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: 3.1 Å
データ登録者Nakagawa, R. / Hirano, H. / Omura, S. / Nureki, O.
資金援助 日本, 1件
組織認可番号国
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED)JP22ama121012 日本
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Cryo-EM structure of the transposon-associated TnpB enzyme.
著者: Ryoya Nakagawa / Hisato Hirano / Satoshi N Omura / Suchita Nety / Soumya Kannan / Han Altae-Tran / Xiao Yao / Yuriko Sakaguchi / Takayuki Ohira / Wen Y Wu / Hiroshi Nakayama / Yutaro Shuto / ...著者: Ryoya Nakagawa / Hisato Hirano / Satoshi N Omura / Suchita Nety / Soumya Kannan / Han Altae-Tran / Xiao Yao / Yuriko Sakaguchi / Takayuki Ohira / Wen Y Wu / Hiroshi Nakayama / Yutaro Shuto / Tatsuki Tanaka / Fumiya K Sano / Tsukasa Kusakizako / Yoshiaki Kise / Yuzuru Itoh / Naoshi Dohmae / John van der Oost / Tsutomu Suzuki / Feng Zhang / Osamu Nureki /
要旨: The class 2 type V CRISPR effector Cas12 is thought to have evolved from the IS200/IS605 superfamily of transposon-associated TnpB proteins. Recent studies have identified TnpB proteins as miniature ...The class 2 type V CRISPR effector Cas12 is thought to have evolved from the IS200/IS605 superfamily of transposon-associated TnpB proteins. Recent studies have identified TnpB proteins as miniature RNA-guided DNA endonucleases. TnpB associates with a single, long RNA (ωRNA) and cleaves double-stranded DNA targets complementary to the ωRNA guide. However, the RNA-guided DNA cleavage mechanism of TnpB and its evolutionary relationship with Cas12 enzymes remain unknown. Here we report the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of Deinococcus radiodurans ISDra2 TnpB in complex with its cognate ωRNA and target DNA. In the structure, the ωRNA adopts an unexpected architecture and forms a pseudoknot, which is conserved among all guide RNAs of Cas12 enzymes. Furthermore, the structure, along with our functional analysis, reveals how the compact TnpB recognizes the ωRNA and cleaves target DNA complementary to the guide. A structural comparison of TnpB with Cas12 enzymes suggests that CRISPR-Cas12 effectors acquired an ability to recognize the protospacer-adjacent motif-distal end of the guide RNA-target DNA heteroduplex, by either asymmetric dimer formation or diverse REC2 insertions, enabling engagement in CRISPR-Cas adaptive immunity. Collectively, our findings provide mechanistic insights into TnpB function and advance our understanding of the evolution from transposon-encoded TnpB proteins to CRISPR-Cas12 effectors.
履歴
登録2022年10月3日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年4月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年4月19日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22023年4月26日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年7月3日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / Item: _em_admin.last_update

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構造の表示

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: RNA-guided DNA endonuclease TnpB
C: Target strand
B: omegaRNA (130-MER)
D: Non-target strand
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)148,0095
ポリマ－147,9444
非ポリマー651
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

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要素

#1: タンパク質 RNA-guided DNA endonuclease TnpB


分子量: 46628.422 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
株: R1 / 遺伝子: tnpB / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: Q7DF80, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素; 5'-リン酸モノエステル産生エンドデオキシリボヌクレアーゼ
#2: DNA鎖 Target strand


分子量: 10854.021 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
#3: RNA鎖 omegaRNA (130-MER)


分子量: 79781.219 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: 11612676
#4: DNA鎖 Non-target strand


分子量: 10679.866 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
#5: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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: TnpB-omegaRNA-target DNA ternary complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Deinococcus radiodurans R1 = ATCC 13939 = DSM 20539 (放射線耐性)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 8
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのタイプ: C-flat-1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 297 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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 1600 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 47 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 131006 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0056167
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.4958952
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d16.5421935
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0341071
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.004648

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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)

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  • 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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