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- PDB-8jl0: Cryo-EM structure of the prokaryotic SPARSA system complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8jl0
タイトルCryo-EM structure of the prokaryotic SPARSA system complex
要素
  • DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')
  • Piwi domain protein
  • RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')
  • Sir2 superfamily protein
キーワードANTIVIRAL PROTEIN/DNA/RNA / the SPARSA antiviral system / NADase / argonaute protein / ANTIVIRAL PROTEIN / ANTIVIRAL PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


nucleic acid binding
類似検索 - 分子機能
SIR2-like domain / SIR2-like domain / DHS-like NAD/FAD-binding domain superfamily / Ribonuclease H superfamily / Ribonuclease H-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE / DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / Piwi domain protein / Sir2 superfamily protein
類似検索 - 構成要素
生物種Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
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: 3.1 Å
データ登録者Xu, X. / Zhen, X. / Long, F.
資金援助 中国, 3件
組織認可番号国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2021YFA0909500 中国
Ministry of Science and Technology (MoST, China)2018YFA0900400 中国
Ministry of Education (MoE, China)2042019kf0185 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Structural basis of antiphage immunity generated by a prokaryotic Argonaute-associated SPARSA system.
著者: Xiangkai Zhen / Xiaolong Xu / Le Ye / Song Xie / Zhijie Huang / Sheng Yang / Yanhui Wang / Jinyu Li / Feng Long / Songying Ouyang /
要旨: Argonaute (Ago) proteins are ubiquitous across all kingdoms of life. Eukaryotic Agos (eAgos) use small RNAs to recognize transcripts for RNA silencing in eukaryotes. In contrast, the functions of ...Argonaute (Ago) proteins are ubiquitous across all kingdoms of life. Eukaryotic Agos (eAgos) use small RNAs to recognize transcripts for RNA silencing in eukaryotes. In contrast, the functions of prokaryotic counterparts (pAgo) are less well known. Recently, short pAgos in conjunction with the associated TIR or Sir2 (SPARTA or SPARSA) were found to serve as antiviral systems to combat phage infections. Herein, we present the cryo-EM structures of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)-bound SPARSA with and without nucleic acids at resolutions of 3.1 Å and 3.6 Å, respectively. Our results reveal that the APAZ (Analogue of PAZ) domain and the short pAgo form a featured architecture similar to the long pAgo to accommodate nucleic acids. We further identified the key residues for NAD binding and elucidated the structural basis for guide RNA and target DNA recognition. Using structural comparisons, molecular dynamics simulations, and biochemical experiments, we proposed a putative mechanism for NAD hydrolysis in which an H186 loop mediates nucleophilic attack by catalytic water molecules. Overall, our study provides mechanistic insight into the antiphage role of the SPARSA system.
履歴
登録2023年6月2日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02024年1月24日Provider: repository / タイプ: Initial release

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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: Sir2 superfamily protein
B: Piwi domain protein
D: DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')
C: RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)134,2045
ポリマ－133,5414
非ポリマー6631
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
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 Sir2 superfamily protein


分子量: 66488.727 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
遺伝子: GSU1360 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q74DF6
#2: タンパク質 Piwi domain protein


分子量: 53325.566 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
遺伝子: GSU1361 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q74DF5
#3: DNA鎖 DNA (5'-D(P*AP*CP*GP*AP*CP*GP*TP*CP*TP*AP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*AP*TP*TP*AP*T)-3')


分子量: 6728.394 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: RNA鎖 RNA (5'-R(P*AP*UP*AP*AP*UP*GP*GP*UP*UP*UP*CP*UP*UP*AP*GP*AP*CP*GP*UP*CP*GP*U)-3')


分子量: 6998.139 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#5: 化合物 ChemComp-NAD / NICOTINAMIDE-ADENINE-DINUCLEOTIDE


分子量: 663.425 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C21H27N7O14P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: NAD*YM
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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1the Sir2/Ago/Guide RNA/recognition DNA complexCOMPLEX#1-#40MULTIPLE SOURCES
2Sir2COMPLEX#11RECOMBINANT
3AgoCOMPLEX#21RECOMBINANT
4DNA/guide RNA duplexCOMPLEX#3-#41RECOMBINANT
分子量
IDEntity assembly-ID実験値
11NO
21NO
31NO
41NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア)243231
32Geobacter sulfurreducens PCA (バクテリア)243231
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID株
21Escherichia coli (大腸菌)562BL21 (DE3)
32Escherichia coli (大腸菌)562BL21 (DE3)
緩衝液pH: 8
試料濃度: 2.5 mg/ml / 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: COPPER / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 50 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)

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2EPUFEI画像取得
12cryoSPARC３次元再構成
13PHENIX1.20.1_4487:モデル精密化
CTF補正タイプ: NONE
対称性点対称性: C1 (非対称)
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: 100134 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築Source name: AlphaFold / タイプ: in silico model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0049553
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.58513155
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d14.0571619
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0411462
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041524

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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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