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- EMDB-21308: Structure of the SpCas9 DNA adenine base editor - ABE8e -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-21308
タイトルStructure of the SpCas9 DNA adenine base editor - ABE8e
マップデータ
試料
  • 複合体: CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state
    • RNA: Cas9 (SpCas9) single-guide RNA (sgRNA)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • DNA: DNA target strand (TS)
    • DNA: DNA non-target strand (NTS)
    • タンパク質・ペプチド: t-RNA adenine deaminase A v8e (TadA-8e)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION
キーワードBase editor / ABE / Cas9 (Cas9) / CRISPR (CRISPR) / DNA BINDING PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


tRNA(adenine34) deaminase / tRNA wobble adenosine to inosine editing / tRNA-specific adenosine-34 deaminase activity / adenosine to inosine editing / maintenance of CRISPR repeat elements / 3'-5' exonuclease activity / DNA endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / protein homodimerization activity ...tRNA(adenine34) deaminase / tRNA wobble adenosine to inosine editing / tRNA-specific adenosine-34 deaminase activity / adenosine to inosine editing / maintenance of CRISPR repeat elements / 3'-5' exonuclease activity / DNA endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / protein homodimerization activity / DNA binding / RNA binding / zinc ion binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
MafB19-like deaminase / tRNA-specific adenosine deaminase / CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease ...MafB19-like deaminase / tRNA-specific adenosine deaminase / CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. / APOBEC/CMP deaminase, zinc-binding / Cytidine and deoxycytidylate deaminases zinc-binding region signature. / Cytidine and deoxycytidylate deaminase domain / Cytidine and deoxycytidylate deaminases domain profile. / Cytidine deaminase-like / HNH nuclease / Ribonuclease H superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endonuclease Cas9 / tRNA-specific adenosine deaminase / CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌) / Escherichia coli (大腸菌) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者Knott GJ / Lapinaite A
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Human Genome Research Institute (NIH/NHGRI)RM1HG009490 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2020
タイトル: DNA capture by a CRISPR-Cas9-guided adenine base editor.
著者: Audrone Lapinaite / Gavin J Knott / Cody M Palumbo / Enrique Lin-Shiao / Michelle F Richter / Kevin T Zhao / Peter A Beal / David R Liu / Jennifer A Doudna /
要旨: CRISPR-Cas-guided base editors convert A•T to G•C, or C•G to T•A, in cellular DNA for precision genome editing. To understand the molecular basis for DNA adenosine deamination by adenine base ...CRISPR-Cas-guided base editors convert A•T to G•C, or C•G to T•A, in cellular DNA for precision genome editing. To understand the molecular basis for DNA adenosine deamination by adenine base editors (ABEs), we determined a 3.2-angstrom resolution cryo-electron microscopy structure of ABE8e in a substrate-bound state in which the deaminase domain engages DNA exposed within the CRISPR-Cas9 R-loop complex. Kinetic and structural data suggest that ABE8e catalyzes DNA deamination up to ~1100-fold faster than earlier ABEs because of mutations that stabilize DNA substrates in a constrained, transfer RNA-like conformation. Furthermore, ABE8e's accelerated DNA deamination suggests a previously unobserved transient DNA melting that may occur during double-stranded DNA surveillance by CRISPR-Cas9. These results explain ABE8e-mediated base-editing outcomes and inform the future design of base editors.
履歴
登録2020年2月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年7月29日-
マップ公開2020年7月29日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6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: 0.012
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.012
  • UCSF Chimeraによる作画
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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-6vpc
  • 表面レベル: 0.012
  • UCSF Chimeraによる作画
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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_21308.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_21308.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.94 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.008 / ムービー #1: 0.012
最小 - 最大-0.07627928 - 0.16077888
平均 (標準偏差)0.000020004078 (±0.003749351)
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: 240.64 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.940.940.94
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z240.640240.640240.640
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ400400400
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.0760.1610.000

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添付データ

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_21308_half_map_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: #2

ファイルemd_21308_half_map_2.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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試料の構成要素

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全体 : CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state

全体名称: CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state
要素
  • 複合体: CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state
    • RNA: Cas9 (SpCas9) single-guide RNA (sgRNA)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • DNA: DNA target strand (TS)
    • DNA: DNA non-target strand (NTS)
    • タンパク質・ペプチド: t-RNA adenine deaminase A v8e (TadA-8e)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state

超分子名称: CRISPR-Cas9 ABE8e in a substrate-bound state / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
詳細: ABE8e in a substrate-bound state where the deaminase (TadA-8e) engages DNA exposed within the CRISPR-Cas9 R-loop complex.
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)

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分子 #1: Cas9 (SpCas9) single-guide RNA (sgRNA)

分子名称: Cas9 (SpCas9) single-guide RNA (sgRNA) / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 26.357629 KDa
配列文字列:
GGUUCCACUU UCUUAGACUG AGUUUUAGAG CUAGAAAUAG CAAGUUAAAA UAAGGCUAGU CCGUUAUCAA CUUGAAAAAG UG

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分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas9

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 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
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 157.870984 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: KYSIGLAIGT NSVGWAVITD EYKVPSKKFK VLGNTDRHSI KKNLIGALLF DSGETAEATR LKRTARRRYT RRKNRICYLQ EIFSNEMAK VDDSFFHRLE ESFLVEEDKK HERHPIFGNI VDEVAYHEKY PTIYHLRKKL VDSTDKADLR LIYLALAHMI K FRGHFLIE ...文字列:
KYSIGLAIGT NSVGWAVITD EYKVPSKKFK VLGNTDRHSI KKNLIGALLF DSGETAEATR LKRTARRRYT RRKNRICYLQ EIFSNEMAK VDDSFFHRLE ESFLVEEDKK HERHPIFGNI VDEVAYHEKY PTIYHLRKKL VDSTDKADLR LIYLALAHMI K FRGHFLIE GDLNPDNSDV DKLFIQLVQT YNQLFEENPI NASGVDAKAI LSARLSKSRR LENLIAQLPG EKKNGLFGNL IA LSLGLTP NFKSNFDLAE DAKLQLSKDT YDDDLDNLLA QIGDQYADLF LAAKNLSDAI LLSDILRVNT EITKAPLSAS MIK RYDEHH QDLTLLKALV RQQLPEKYKE IFFDQSKNGY AGYIDGGASQ EEFYKFIKPI LEKMDGTEEL LVKLNREDLL RKQR TFDNG SIPHQIHLGE LHAILRRQED FYPFLKDNRE KIEKILTFRI PYYVGPLARG NSRFAWMTRK SEETITPWNF EEVVD KGAS AQSFIERMTN FDKNLPNEKV LPKHSLLYEY FTVYNELTKV KYVTEGMRKP AFLSGEQKKA IVDLLFKTNR KVTVKQ LKE DYFKKIECFD SVEISGVEDR FNASLGTYHD LLKIIKDKDF LDNEENEDIL EDIVLTLTLF EDREMIEERL KTYAHLF DD KVMKQLKRRR YTGWGRLSRK LINGIRDKQS GKTILDFLKS DGFANRNFMQ LIHDDSLTFK EDIQKAQVSG QGDSLHEH I ANLAGSPAIK KGILQTVKVV DELVKVMGRH KPENIVIEMA RENQTTQKGQ KNSRERMKRI EEGIKELGSQ ILKEHPVEN TQLQNEKLYL YYLQNGRDMY VDQELDINRL SDYDVDAIVP QSFLKDDSID NKVLTRSDKN RGKSDNVPSE EVVKKMKNYW RQLLNAKLI TQRKFDNLTK AERGGLSELD KAGFIKRQLV ETRQITKHVA QILDSRMNTK YDENDKLIRE VKVITLKSKL V SDFRKDFQ FYKVREINNY HHAHDAYLNA VVGTALIKKY PKLESEFVYG DYKVYDVRKM IAKSEQEIGK ATAKYFFYSN IM NFFKTEI TLANGEIRKR PLIETNGETG EIVWDKGRDF ATVRKVLSMP QVNIVKKTEV QTGGFSKESI LPKRNSDKLI ARK KDWDPK KYGGFDSPTV AYSVLVVAKV EKGKSKKLKS VKELLGITIM ERSSFEKNPI DFLEAKGYKE VKKDLIIKLP KYSL FELEN GRKRMLASAG ELQKGNELAL PSKYVNFLYL ASHYEKLKGS PEDNEQKQLF VEQHKHYLDE IIEQISEFSK RVILA DANL DKVLSAYNKH RDKPIREQAE NIIHLFTLTN LGAPAAFKYF DTTIDRKRYT STKEVLDATL IHQSITGLYE TRIDLS Q

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9

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分子 #5: t-RNA adenine deaminase A v8e (TadA-8e)

分子名称: t-RNA adenine deaminase A v8e (TadA-8e) / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 24.657887 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGSSHHHHHH MKRTADGSEF ESPKKKRKVS EVEFSHEYWM RHALTLAKRA RDEREVPVGA VLVLNNRVIG EGWNRAIGLH DPTAHAEIM ALRQGGLVMQ NYRLIDATLY VTFEPCVMCA GAMIHSRIGR VVFGVRNSKR GAAGSLMNVL NYPGMNHRVE I TEGILADE ...文字列:
MGSSHHHHHH MKRTADGSEF ESPKKKRKVS EVEFSHEYWM RHALTLAKRA RDEREVPVGA VLVLNNRVIG EGWNRAIGLH DPTAHAEIM ALRQGGLVMQ NYRLIDATLY VTFEPCVMCA GAMIHSRIGR VVFGVRNSKR GAAGSLMNVL NYPGMNHRVE I TEGILADE CAALLCDFYR MPRQVFNAQK KAQSSINSGG SSGGSSGSET PGTSESATPE SSGGSSGGS

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分子 #3: DNA target strand (TS)

分子名称: DNA target strand (TS) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 15.390882 KDa
配列文字列:
(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DC)(DG)(DC)(DC)(DC) (DT)(DC)(DA)(DG)(DT)(DC)(DT)(DA)(DA)(DG) (DA)(DA)(DA)(DG)(DT)(DG)(DG)(DA)(DA) (DC)(DA)(DC)(DG)(DG)(DT)(DC)(DG)(DG)(DA) (DG) (DC)(DC)(DA)(DC)(DC)(DG)(DA)(DT) (DC)(DG)

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分子 #4: DNA non-target strand (NTS)

分子名称: DNA non-target strand (NTS) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 15.436831 KDa
配列文字列:
(DC)(DG)(DA)(DT)(DC)(DG)(DG)(DT)(DG)(DG) (DC)(DT)(DC)(DC)(DG)(DA)(DC)(DC)(DG)(DT) (DG)(DT)(DT)(DC)(DC)(8AZ)(DC)(DT)(DT) (DT)(DC)(DT)(DT)(DA)(DG)(DA)(DC)(DT)(DG) (DA)(DG)(DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT) (DA)(DG)

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分子 #6: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 3 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #7: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 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
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
詳細: 20 mM Tris-HCL (pH 7.5) 200 mM KCl 1 mM DTT 0.25% (v/v) Glycerol
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 15 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 281.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: The grids were rapidly plunged into liquid ethane using a FEI Vitrobot MarkIV maintained at 8C and 100% humidity, after being blotted for 4.5s with blot force 8..

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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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
試料ステージホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5022 / 平均電子線量: 48.0 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
PDBモデル - PDB ID:

4un3

初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 2.11.0)
最終 3次元分類平均メンバー数/クラス: 180927
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: EXACT BACK PROJECTION / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.2 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: 180927

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原子モデル構築 1

初期モデル
PDB IDChain

4un3

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

4un3

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

5f9r

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

1z3a

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
得られたモデル

PDB-6vpc:
Structure of the SpCas9 DNA adenine base editor - ABE8e

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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

他の情報も見る