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- EMDB-0062: Transient state structure of CRISPR-Cpf1 (Cas12a). I2 conformation -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-0062
タイトルTransient state structure of CRISPR-Cpf1 (Cas12a). I2 conformation
マップデータTransition state CRISPR-Cpf1 (Cas12a)I2 conformation
試料
  • 複合体: TRansition state complex I2 conformation
    • 複合体: CRISPR-associated endonuclease Cas12a
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas12a
    • 複合体: Nucleic acids核酸
      • RNA: RNA (28-MER)
      • DNA: DNA (5'-D(P*TP*GP*AP*CP*TP*TP*CP*TP*CP*TP*AP*AP*CP*AP*AP*GP*CP*TP*CP*G)-3')
      • DNA: DNA (5'-D(P*CP*GP*AP*GP*CP*TP*CP*GP*TP*TP*AP*GP*AP*GP*AP*AP*GP*T)-3')
キーワードCRISPR genome editing ribonucleoprotein complex / HYDROLASE (加水分解酵素)
機能・相同性
機能・相同性情報


枯草菌リボヌクレアーゼ / Bacillus subtilis ribonuclease activity / deoxyribonuclease I / deoxyribonuclease I activity / defense response to virus / lyase activity / DNA binding / RNA binding
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated endonuclease Cas12a / Cas12a, REC1 domain / Cas12a, RuvC nuclease domain / Cas12a, nuclease domain / Alpha helical recognition lobe domain / Nuclease domain / RuvC nuclease domain
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endonuclease Cas12a
類似検索 - 構成要素
生物種Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア) / Francisella tularensis subsp. novicida (strain U112) (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.24 Å
データ登録者Montoya G / Mesa P
資金援助 デンマーク, 1件
OrganizationGrant number国
Novo Nordisk FoundationNNF14CC0001 デンマーク
引用ジャーナル: Cell / 年: 2018
タイトル: Conformational Activation Promotes CRISPR-Cas12a Catalysis and Resetting of the Endonuclease Activity.
著者: Stefano Stella / Pablo Mesa / Johannes Thomsen / Bijoya Paul / Pablo Alcón / Simon B Jensen / Bhargav Saligram / Matias E Moses / Nikos S Hatzakis / Guillermo Montoya /
要旨: Cas12a, also known as Cpf1, is a type V-A CRISPR-Cas RNA-guided endonuclease that is used for genome editing based on its ability to generate specific dsDNA breaks. Here, we show cryo-EM structures ...Cas12a, also known as Cpf1, is a type V-A CRISPR-Cas RNA-guided endonuclease that is used for genome editing based on its ability to generate specific dsDNA breaks. Here, we show cryo-EM structures of intermediates of the cleavage reaction, thus visualizing three protein regions that sense the crRNA-DNA hybrid assembly triggering the catalytic activation of Cas12a. Single-molecule FRET provides the thermodynamics and kinetics of the conformational activation leading to phosphodiester bond hydrolysis. These findings illustrate why Cas12a cuts its target DNA and unleashes unspecific cleavage activity, degrading ssDNA molecules after activation. In addition, we show that other crRNAs are able to displace the R-loop inside the protein after target DNA cleavage, terminating indiscriminate ssDNA degradation. We propose a model whereby the conformational activation of the enzyme results in indiscriminate ssDNA cleavage. The displacement of the R-loop by a new crRNA molecule will reset Cas12a specificity, targeting new DNAs.
履歴
登録2018年6月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2018年8月22日-
マップ公開2018年12月19日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15日処理サイト: PDBe / 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: 0.025
  • UCSF Chimeraによる作画
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  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.025
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  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6gtd
  • 表面レベル: 0.025
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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_0062.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_0062.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Transition state CRISPR-Cpf1 (Cas12a)I2 conformation
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.832 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.03 / ムービー #1: 0.025
最小 - 最大-0.09460564 - 0.18113866
平均 (標準偏差)0.00014667785 (±0.0054226513)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 199.68001 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8320.8320.832
M x/y/z240240240
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z199.680199.680199.680
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS240240240
D min/max/mean-0.0950.1810.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : TRansition state complex I2 conformation

全体名称: TRansition state complex I2 conformation
要素
  • 複合体: TRansition state complex I2 conformation
    • 複合体: CRISPR-associated endonuclease Cas12a
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas12a
    • 複合体: Nucleic acids核酸
      • RNA: RNA (28-MER)
      • DNA: DNA (5'-D(P*TP*GP*AP*CP*TP*TP*CP*TP*CP*TP*AP*AP*CP*AP*AP*GP*CP*TP*CP*G)-3')
      • DNA: DNA (5'-D(P*CP*GP*AP*GP*CP*TP*CP*GP*TP*TP*AP*GP*AP*GP*AP*AP*GP*T)-3')

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超分子 #1: TRansition state complex I2 conformation

超分子名称: TRansition state complex I2 conformation / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 180 KDa

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超分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas12a

超分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas12a / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)

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超分子 #3: Nucleic acids

超分子名称: Nucleic acids / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#4
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)

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分子 #1: CRISPR-associated endonuclease Cas12a

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas12a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: deoxyribonuclease I
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida (strain U112) (バクテリア)
株: U112
分子量理論値: 155.639828 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: MSIYQEFVNK YSLSKTLRFE LIPQGKTLEN IKARGLILDD EKRAKDYKKA KQIIDKYHQF FIEEILSSVC ISEDLLQNYS DVYFKLKKS DDDNLQKDFK SAKDTIKKQI SEYIKDSEKF KNLFNQNLID AKKGQESDLI LWLKQSKDNG IELFKANSDI T DIDEALEI ...文字列:
MSIYQEFVNK YSLSKTLRFE LIPQGKTLEN IKARGLILDD EKRAKDYKKA KQIIDKYHQF FIEEILSSVC ISEDLLQNYS DVYFKLKKS DDDNLQKDFK SAKDTIKKQI SEYIKDSEKF KNLFNQNLID AKKGQESDLI LWLKQSKDNG IELFKANSDI T DIDEALEI IKSFKGWTTY FKGFHENRKN VYSSNDIPTS IIYRIVDDNL PKFLENKAKY ESLKDKAPEA INYEQIKKDL AE ELTFDID YKTSEVNQRV FSLDEVFEIA NFNNYLNQSG ITKFNTIIGG KFVNGENTKR KGINEYINLY SQQINDKTLK KYK MSVLFK QILSDTESKS FVIDKLEDDS DVVTTMQSFY EQIAAFKTVE EKSIKETLSL LFDDLKAQKL DLSKIYFKND KSLT DLSQQ VFDDYSVIGT AVLEYITQQI APKNLDNPSK KEQELIAKKT EKAKYLSLET IKLALEEFNK HRDIDKQCRF EEILA NFAA IPMIFDEIAQ NKDNLAQISI KYQNQGKKDL LQASAEDDVK AIKDLLDQTN NLLHKLKIFH ISQSEDKANI LDKDEH FYL VFEECYFELA NIVPLYNKIR NYITQKPYSD EKFKLNFENS TLANGWDKNK EPDNTAILFI KDDKYYLGVM NKKNNKI FD DKAIKENKGE GYKKIVYKLL PGANKMLPKV FFSAKSIKFY NPSEDILRIR NHSTHTKNGS PQKGYEKFEF NIEDCRKF I DFYKQSISKH PEWKDFGFRF SDTQRYNSID EFYREVENQG YKLTFENISE SYIDSVVNQG KLYLFQIYNK DFSAYSKGR PNLHTLYWKA LFDERNLQDV VYKLNGEAEL FYRKQSIPKK ITHPAKEAIA NKNKDNPKKE SVFEYDLIKD KRFTEDKFFF HCPITINFK SSGANKFNDE INLLLKEKAN DVHILSIDRG ERHLAYYTLV DGKGNIIKQD TFNIIGNDRM KTNYHDKLAA I EKDRDSAR KDWKKINNIK EMKEGYLSQV VHEIAKLVIE YNAIVVFQDL NFGFKRGRFK VEKQVYQKLE KMLIEKLNYL VF KDNEFDK TGGVLRAYQL TAPFETFKKM GKQTGIIYYV PAGFTSKICP VTGFVNQLYP KYESVSKSQE FFSKFDKICY NLD KGYFEF SFDYKNFGDK AAKGKWTIAS FGSRLINFRN SDKNHNWDTR EVYPTKELEK LLKDYSIEYG HGECIKAAIC GESD KKFFA KLTSVLNTIL QMRNSKTGTE LDYLISPVAD VNGNFFDSRQ APKNMPQDAD ANGAYHIGLK GLMLLGRIKN NQEGK KLNL VIKNEEYFEF VQNRNNGSEF ELENLYFQGE LRRQASALEH HHHHH

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas12a

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分子 #2: RNA (28-MER)

分子名称: RNA (28-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
分子量理論値: 13.749146 KDa
配列文字列:
AAUUUCUACU GUUGUAGAUG AGAAGUCAUU UAAUAAGGCC ACU

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分子 #3: DNA (5'-D(P*TP*GP*AP*CP*TP*TP*CP*TP*CP*TP*AP*AP*CP*AP*AP*GP*CP*TP...

分子名称: DNA (5'-D(P*TP*GP*AP*CP*TP*TP*CP*TP*CP*TP*AP*AP*CP*AP*AP*GP*CP*TP*CP*G)-3')
タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
分子量理論値: 16.898826 KDa
配列文字列: (DA)(DT)(DT)(DG)(DC)(DT)(DT)(DG)(DC)(DT) (DC)(DG)(DA)(DT)(DG)(DC)(DA)(DT)(DG)(DC) (DA)(DG)(DT)(DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DT) (DA)(DT)(DT)(DA)(DA)(DA)(DT)(DG)(DA)(DC) (DT) (DT)(DC)(DT)(DC)(DT) ...文字列:
(DA)(DT)(DT)(DG)(DC)(DT)(DT)(DG)(DC)(DT) (DC)(DG)(DA)(DT)(DG)(DC)(DA)(DT)(DG)(DC) (DA)(DG)(DT)(DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DT) (DA)(DT)(DT)(DA)(DA)(DA)(DT)(DG)(DA)(DC) (DT) (DT)(DC)(DT)(DC)(DT)(DA)(DA)(DC) (DG)(DA)(DG)(DC)(DT)(DC)(DG)

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分子 #4: DNA (5'-D(P*CP*GP*AP*GP*CP*TP*CP*GP*TP*TP*AP*GP*AP*GP*AP*AP*GP*T)-3')

分子名称: DNA (5'-D(P*CP*GP*AP*GP*CP*TP*CP*GP*TP*TP*AP*GP*AP*GP*AP*AP*GP*T)-3')
タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
分子量理論値: 16.992936 KDa
配列文字列: (DC)(DG)(DA)(DG)(DC)(DT)(DC)(DG)(DT)(DT) (DA)(DG)(DA)(DG)(DA)(DA)(DG)(DT)(DC)(DA) (DT)(DT)(DT)(DA)(DA)(DT)(DA)(DA)(DG) (DG)(DC)(DC)(DA)(DC)(DT)(DG)(DC)(DA)(DT) (DG) (DC)(DA)(DT)(DC)(DG) ...文字列:
(DC)(DG)(DA)(DG)(DC)(DT)(DC)(DG)(DT)(DT) (DA)(DG)(DA)(DG)(DA)(DA)(DG)(DT)(DC)(DA) (DT)(DT)(DT)(DA)(DA)(DT)(DA)(DA)(DG) (DG)(DC)(DC)(DA)(DC)(DT)(DG)(DC)(DA)(DT) (DG) (DC)(DA)(DT)(DC)(DG)(DA)(DG)(DC) (DA)(DA)(DG)(DC)(DA)(DA)(DT)

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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
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

緩衝液pH: 7
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 4C / 材質: COPPER
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK III

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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
電子光学系照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 平均電子線量: 40.0 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: PDB ENTRY
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 4.24 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 124000
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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