The CRISPR-associated Cas4 protein Pcal_0546 from Pyrobaculum calidifontis contains a [2Fe-2S] cluster: crystal structure and nuclease activity
Notice bibliographique
Résumé
Cas4 nucleases constitute a core family of CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) associated proteins, but little is known about their structure and activity. Here we report the crystal structure of the Cas4 protein Pcal_0546 from Pyrobaculum calidifontis, which revealed a monomeric protein with a RecB-like fold and one [2Fe-2S] cluster coordinated by four conserved Cys residues. Pcal_0546 exhibits metal-dependent 5' to 3' exonuclease activity against ssDNA substrates, whereas the Cas4 protein SSO1391 from Sulfolobus solfataricus can cleave ssDNA in both the 5' to 3' and 3' to 5' directions. The active site of Pcal_0546 contains a bound metal ion coordinated by the side chains of Asp123, Glu136, His146, and the main chain carbonyl of Ile137. Site-directed mutagenesis of Pcal_0546 and SSO1391 revealed that the residues of RecB motifs II, III and QhXXY are critical for nuclease activity, whereas mutations of the conserved Cys residues resulted in a loss of the iron-sulfur cluster, but had no effect on DNA cleavage. Our results revealed the biochemical diversity of Cas4 nucleases, which can have different oligomeric states, contain [4Fe-4S] or [2Fe-2S] clusters, and cleave single stranded DNA in different directions producing single-stranded DNA overhangs, which are potential intermediates for the synthesis of new CRISPR spacers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».