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- EMDB-20015: Structure of filamentous SgrAI endonuclease in its activated form -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-20015
タイトルStructure of filamentous SgrAI endonuclease in its activated form
マップデータCryo-EM reconstruction of filamentous SgrAI in its activated form
試料
  • 複合体: Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA
    • タンパク質・ペプチド: SgraIR restriction enzyme
    • DNA: DNA (26-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードrestriction endonuclease (制限酵素) / DNAse (デオキシリボヌクレアーゼ) / allostery (アロステリック効果) / bacterial innate immunity / filament / hyper-activation / substrate specificity / HYDROLASE-DNA complex
機能・相同性Restriction endonuclease, type II, Cfr10I/Bse634I / Cfr10I/Bse634I restriction endonuclease / Restriction endonuclease type II-like / identical protein binding / metal ion binding / SgraIR restriction enzyme
機能・相同性情報
生物種Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.5 Å
データ登録者Polley S / Lyumkis D
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Human Genome Research Institute (NIH/NHGRI)DP5 OD021396 米国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-1410355 米国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2019
タイトル: Mechanism of Filamentation-Induced Allosteric Activation of the SgrAI Endonuclease.
著者: Smarajit Polley / Dmitry Lyumkis / Nancy C Horton /
要旨: Filament formation by enzymes is increasingly recognized as an important phenomenon with potentially unique regulatory properties and biological roles. SgrAI is an allosterically regulated type II ...Filament formation by enzymes is increasingly recognized as an important phenomenon with potentially unique regulatory properties and biological roles. SgrAI is an allosterically regulated type II restriction endonuclease that forms filaments with enhanced DNA cleavage activity and altered sequence specificity. Here, we present the cryoelectron microscopy (cryo-EM) structure of the filament of SgrAI in its activated configuration. The structural data illuminate the mechanistic origin of hyperaccelerated DNA cleavage activity and suggests how indirect DNA sequence readout within filamentous SgrAI may enable recognition of substantially more nucleotide sequences than its low-activity form, thereby altering and partially relaxing its DNA sequence specificity. Together, substrate DNA binding, indirect readout, and filamentation simultaneously enhance SgrAI's catalytic activity and modulate substrate preference. This unusual enzyme mechanism may have evolved to perform the specialized functions of bacterial innate immunity in rapid defense against invading phage DNA without causing damage to the host DNA.
履歴
登録2019年3月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年4月3日-
マップ公開2020年2月26日-
更新2024年3月20日-
現状2024年3月20日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.045
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.045
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6obj
  • 表面レベル: 0.045
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • 原子モデルPDB-6obj
  • Jmol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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_20015.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_20015.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM reconstruction of filamentous SgrAI in its activated form
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.31 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.045 / ムービー #1: 0.045
最小 - 最大-0.10986078 - 0.20589763
平均 (標準偏差)0.0009992273 (±0.011426612)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 335.36 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.311.311.31
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z335.360335.360335.360
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ500500500
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.1100.2060.001

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_20015_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: half-map 1 for the Cryo-EM reconstruction of filamentous...

ファイルemd_20015_half_map_1.map
注釈half-map 1 for the Cryo-EM reconstruction of filamentous SgrAI in its activated form
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: half-map 2 for the Cryo-EM reconstruction of filamentous...

ファイルemd_20015_half_map_2.map
注釈half-map 2 for the Cryo-EM reconstruction of filamentous SgrAI in its activated form
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA

全体名称: Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA
要素
  • 複合体: Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA
    • タンパク質・ペプチド: SgraIR restriction enzyme
    • DNA: DNA (26-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA

超分子名称: Filamentous assembly of SgrAI protein bound to pre-cleaved DNA
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
分子量理論値: 74 kDa/nm

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分子 #1: SgraIR restriction enzyme

分子名称: SgraIR restriction enzyme / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 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
由来(天然)生物種: Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
分子量理論値: 38.073102 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MPFTYSIEAT RNLATTERCI QDIRNAPVRN RSTQFQLAQQ NMLAYTFGEV IPGFASAGIN GMDYRDVIGR PVENAVTEGT HFFRDDFRV DSNAKAKVAG DIFEIVSSAV MWNCAARWNS LMVGEGWRSQ PRYSRPTLSP SPRRQVAVLN LPRSFDWVSL L VPESQEVI ...文字列:
MPFTYSIEAT RNLATTERCI QDIRNAPVRN RSTQFQLAQQ NMLAYTFGEV IPGFASAGIN GMDYRDVIGR PVENAVTEGT HFFRDDFRV DSNAKAKVAG DIFEIVSSAV MWNCAARWNS LMVGEGWRSQ PRYSRPTLSP SPRRQVAVLN LPRSFDWVSL L VPESQEVI EEFRAGLRKD GLGLPTSTPD LAVVVLPEEF QNDEMWREEI AGLTRPNQIL LSGAYQRLQG RVQPGEISLA VA FKRSLRS DRLYQPLYEA NVMQLLLEGK LGAPKVEFEV HTLAPEGTNA FVTYEAASLY GLAEGRSAVH RAIRELYVPP TAA DLARRF FAFLNERMEL VNG

UniProtKB: SgraIR restriction enzyme

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分子 #2: DNA (26-MER)

分子名称: DNA (26-MER) / タイプ: dna / ID: 2 / 詳細: assembled from pre-cleaved DNAs / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Streptomyces griseus (ストレプトマイシン生産菌)
分子量理論値: 12.314889 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG) (DT)(DC)(DT)(DT)(DC)(DA)(DC)(DA)(DC)(DC) (DG)(DG)(DT)(DG)(DT)(DG)(DA)(DA)(DG) (DA)(DC)(DC)(DC)(DA)(DC)(DG)(DC)(DA)(DT) (DC)

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度名称式
10.0 mMTris-HClトリスヒドロキシメチルアミノメタン
150.0 mMsodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム
5.0 mMmagnesium acetate
0.5 mMDithiothreitolジチオトレイトール
グリッドモデル: UltrAuFoil / 材質: GOLD / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 6 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 80 % / 装置: HOMEMADE PLUNGER

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 70.0 µm / 倍率（補正後）: 38167 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 µm / 倍率（公称値）: 22500
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3838 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3710 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-60 / 実像数: 216 / 平均電子線量: 55.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 21.6 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: -86.2 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0) / 使用した粒子像数: 7

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-6obj:
Structure of a DNA-bound dimer extracted from filamentous SgrAI endonuclease in its activated form

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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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