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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8wt8 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the IS621 recombinase in complex with bridge RNA, donor DNA, and target DNA in the post-strand exchange state (Holliday junction intermediate) | |||||||||
要素 |
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キーワード | RECOMBINATION/RNA/DNA / Holliday junction / RNA dependent recombinase / RECOMBINATION-RNA-DNA COMPLEX | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 | |||||||||
生物種 | Escherichia coli (大腸菌) | |||||||||
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: 2.9 Å | |||||||||
データ登録者 | Hiraizumi, M. / Yamashita, K. / Nishimasu, H. | |||||||||
資金援助 | 日本, 2件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2024 タイトル: Structural mechanism of bridge RNA-guided recombination. 著者: Masahiro Hiraizumi / Nicholas T Perry / Matthew G Durrant / Teppei Soma / Naoto Nagahata / Sae Okazaki / Januka S Athukoralage / Yukari Isayama / James J Pai / April Pawluk / Silvana ...著者: Masahiro Hiraizumi / Nicholas T Perry / Matthew G Durrant / Teppei Soma / Naoto Nagahata / Sae Okazaki / Januka S Athukoralage / Yukari Isayama / James J Pai / April Pawluk / Silvana Konermann / Keitaro Yamashita / Patrick D Hsu / Hiroshi Nishimasu / 要旨: Insertion sequence (IS) elements are the simplest autonomous transposable elements found in prokaryotic genomes. We recently discovered that IS110 family elements encode a recombinase and a non- ...Insertion sequence (IS) elements are the simplest autonomous transposable elements found in prokaryotic genomes. We recently discovered that IS110 family elements encode a recombinase and a non-coding bridge RNA (bRNA) that confers modular specificity for target DNA and donor DNA through two programmable loops. Here we report the cryo-electron microscopy structures of the IS110 recombinase in complex with its bRNA, target DNA and donor DNA in three different stages of the recombination reaction cycle. The IS110 synaptic complex comprises two recombinase dimers, one of which houses the target-binding loop of the bRNA and binds to target DNA, whereas the other coordinates the bRNA donor-binding loop and donor DNA. We uncovered the formation of a composite RuvC-Tnp active site that spans the two dimers, positioning the catalytic serine residues adjacent to the recombination sites in both target and donor DNA. A comparison of the three structures revealed that (1) the top strands of target and donor DNA are cleaved at the composite active sites to form covalent 5'-phosphoserine intermediates, (2) the cleaved DNA strands are exchanged and religated to create a Holliday junction intermediate, and (3) this intermediate is subsequently resolved by cleavage of the bottom strands. Overall, this study reveals the mechanism by which a bispecific RNA confers target and donor DNA specificity to IS110 recombinases for programmable DNA recombination. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 8wt8.cif.gz | 381.8 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb8wt8.ent.gz | 297.6 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 8wt8.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 8wt8_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 8wt8_full_validation.pdf.gz | 1.2 MB | 表示 | |
XML形式データ | 8wt8_validation.xml.gz | 46.7 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 8wt8_validation.cif.gz | 74.5 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/wt/8wt8 ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/wt/8wt8 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-DNA鎖 , 4種, 4分子 GHIJ
#3: DNA鎖 | 分子量: 15003.622 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌) |
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#4: DNA鎖 | 分子量: 11703.487 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌) |
#5: DNA鎖 | 分子量: 10163.561 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 詳細: The linkage between 20I and 21I has been cleaved by IS621. 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌) |
#6: DNA鎖 | 分子量: 13587.737 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌) |
-タンパク質 / RNA鎖 / 非ポリマー , 3種, 7分子 ABCDEF
#1: タンパク質 | 分子量: 36735.355 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) 遺伝子: O3K_03330, O3K_03970, O3K_05990, O3K_07835, O3K_09380, O3K_16710, O3K_17245, O3K_20600, O3K_22425 発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) 参照: UniProt: A0A0E0Y1P1 #2: RNA鎖 | 分子量: 57668.918 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 発現宿主: synthetic construct (人工物) #7: 化合物 | ChemComp-MG / | |
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-詳細
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
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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 |
-試料調製
構成要素 | 名称: The IS621 recombinase in complex with bridge RNA, donor DNA, and target DNA in the post-strand exchange state (Holliday junction intermediate) タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#6 / 由来: RECOMBINANT |
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由来(天然) | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
由来(組換発現) | 生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ) |
緩衝液 | pH: 7.5 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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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: 62 e/Å2 フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k) |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | |||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | |||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 630357 / 対称性のタイプ: POINT |