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万見
- PDB-9lmq: Cryo-EM structure of TIR-STING/c-di-GMP complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9lmq
タイトルCryo-EM structure of TIR-STING/c-di-GMP complex
要素CD-NTase-associated protein 12
キーワードHYDROLASE / NADase
機能・相同性
機能・相同性情報


NAD+ glycohydrolase / NADP+ nucleosidase activity / defense response to virus / nucleotide binding
類似検索 - 分子機能
CD-NTase-associated protein 12/Pycsar effector protein, TIR domain / CAP12/Pycsar effector protein, TIR domain / Prokaryotic STING domain / Prokaryotic STING domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Chem-C2E / CD-NTase-associated protein 12
類似検索 - 構成要素
生物種Epilithonimonas lactis (バクテリア)
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: 2.88 Å
データ登録者Lu, D.F. / Liu, S.
資金援助 中国, 1件
組織認可番号国
Ministry of Science and Technology (MoST, China) 中国
引用ジャーナル: mBio / 年: 2025
タイトル: Structural insights into distinct filamentation states reveal a regulatory mechanism for bacterial STING activation.
著者: Yuchao Yang / Yueyue Liu / Xue Ma / Xuan Zhao / Jian Cao / Yu Liu / Shanqin Li / Jing Wu / Yuanzhu Gao / Lianwan Chen / Changxin Wu / Guijun Shang / Sheng Liu / Defen Lu /
要旨: The cyclic oligonucleotide-based antiphage signaling system (CBASS) is a bacterial immune mechanism that was evolutionarily linked to the eukaryotic cGAS-STING pathway, which protects against phage ...The cyclic oligonucleotide-based antiphage signaling system (CBASS) is a bacterial immune mechanism that was evolutionarily linked to the eukaryotic cGAS-STING pathway, which protects against phage infection through abortive cell death. CBASS operons encode cyclic dinucleotide synthases (CD-NTases) and effector proteins (Caps), such as bacterial STING, which senses cyclic dinucleotides like 3'3'-c-di-GMP to trigger defense. Although bacterial STING oligomerizes into filaments upon ligand binding, the functional roles of distinct filament states remain unclear. Here, we resolve cryo-EM structures of TIR-STING (STING) bound to 3'3'-c-di-GMP, revealing two oligomeric states: spiral-shaped single filaments and fiber bundles composed of straight protofibrils. In spiral filaments, the STING domain sequesters the TIR domain's BB loop within a hydrophobic core, suppressing NADase activity. This inactive conformation is stabilized by interactions between the CBDα4 helix and the TIR domain, as well as a calcium-binding site. Conversely, fiber bundle formation-driven by inter-protofibril TIR domain interactions-disrupts these autoinhibitory contacts, liberating the BB loop to enable head-to-tail assembly of adjacent TIR domains into a composite NADase-active site. Calcium ions promote spiral filament assembly while inhibiting fiber bundles, revealing a dual regulatory role in tuning STING activation. Strikingly, this mechanism diverges from single-filament systems like STING, underscoring evolutionary diversity in STING signaling. Our findings establish distinct filament architectures as structural checkpoints governing bacterial STING activation, providing mechanistic insights into how conformational plasticity and environmental cues like calcium regulate abortive infection. These results highlight parallels between prokaryotic and eukaryotic immune strategies, emphasizing conserved principles in pathogen defense across domains of life.IMPORTANCEBacteria employ a sophisticated immune system, CBASS, evolutionarily related to human antiviral pathways, to defend against viral (phage) attacks. This study reveals how the bacterial protein STING acts as a molecular switch, transitioning between an inactive spiral structure stabilized by calcium ions and an active fiber bundle. When calcium levels drop, STING reorganizes into fiber bundles, activating its ability to degrade essential cellular molecules. This self-destructive mechanism halts phage replication by sacrificing the infected cell, protecting the bacterial population. The findings demonstrate how structural rearrangements govern life-or-death immune decisions, mirroring principles in human STING signaling. By uncovering calcium's role in regulating this process, the work deepens our understanding of microbial immunity and highlights shared strategies across domains of life. These insights could inspire novel antimicrobial therapies or bioengineered systems to combat infections, bridging fundamental science with practical applications in health and biotechnology.
履歴
登録2025年1月19日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBC
改定 1.02025年8月27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: CD-NTase-associated protein 12
B: CD-NTase-associated protein 12
G: CD-NTase-associated protein 12
I: CD-NTase-associated protein 12
H: CD-NTase-associated protein 12
J: CD-NTase-associated protein 12
C: CD-NTase-associated protein 12
D: CD-NTase-associated protein 12
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)288,66416
ポリマ－285,7428
非ポリマー2,9228
水1448
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
CD-NTase-associated protein 12 / NAD(+) hydrolase / TIR-STING


分子量: 35717.707 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Epilithonimonas lactis (バクテリア)
遺伝子: IO89_10965 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A085BE66, NAD+ glycohydrolase
#2: 化合物
ChemComp-C2E / 9,9'-[(2R,3R,3aS,5S,7aR,9R,10R,10aS,12S,14aR)-3,5,10,12-tetrahydroxy-5,12-dioxidooctahydro-2H,7H-difuro[3,2-d:3',2'-j][1,3,7,9,2,8]tetraoxadiphosphacyclododecine-2,9-diyl]bis(2-amino-1,9-dihydro-6H-purin-6-one) / c-di-GMP / Cyclic diguanosine monophosphate / c-di-GMP


分子量: 690.411 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C20H24N10O14P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#3: 化合物
ChemComp-CA / CALCIUM ION / カルシウムジカチオン


分子量: 40.078 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#4: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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: TIR-STING/c-di-GMP complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Epilithonimonas lactis (バクテリア)
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
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: TFS 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
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158 / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.88 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 523122 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 2.88 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00220565
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.4727787
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d3.8692657
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0413157
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0033541

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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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