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- EMDB-30299: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-30299
タイトルCryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
    • 複合体: Cas12f1
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated protein Cas14a.1
    • 複合体: target DNA
      • DNA: DNA (40-mer)
      • DNA: DNA (40-mer)
    • 細胞器官・細胞要素: sgRNA
      • RNA: sgRNA
  • リガンド: ZINC ION
キーワードCas12f / Cas14 / sgRNA / target DNA / CRISPR / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Putative transposase DNA-binding domain / defense response to virus / endonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / RNA binding / metal ion binding / CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1
機能・相同性情報
生物種uncultured archaeon (環境試料) / 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: 3.3 Å
データ登録者Takeda NS / Nakagawa R
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Structure of the miniature type V-F CRISPR-Cas effector enzyme.
著者: Satoru N Takeda / Ryoya Nakagawa / Sae Okazaki / Hisato Hirano / Kan Kobayashi / Tsukasa Kusakizako / Tomohiro Nishizawa / Keitaro Yamashita / Hiroshi Nishimasu / Osamu Nureki /
要旨: RNA-guided DNA endonucleases derived from CRISPR-Cas adaptive immune systems are widely used as powerful genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas nucleases, the type V-F Cas12f (also ...RNA-guided DNA endonucleases derived from CRISPR-Cas adaptive immune systems are widely used as powerful genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas nucleases, the type V-F Cas12f (also known as Cas14) proteins are exceptionally compact and associate with a guide RNA to cleave single- and double-stranded DNA targets. Here, we report the cryo-electron microscopy structure of Cas12f1 (also known as Cas14a) in complex with a guide RNA and its target DNA. Unexpectedly, the structure revealed that two Cas12f1 molecules assemble with the single guide RNA to recognize the double-stranded DNA target. Each Cas12f1 protomer adopts a different conformation and plays distinct roles in nucleic acid recognition and DNA cleavage, thereby explaining how the miniature Cas12f1 enzyme achieves RNA-guided DNA cleavage as an "asymmetric homodimer." Our findings augment the mechanistic understanding of diverse CRISPR-Cas nucleases and provide a framework for the development of compact genome-engineering tools critical for therapeutic genome editing.
履歴
登録2020年5月26日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年12月23日-
マップ公開2020年12月23日-
更新2024年3月27日-
現状2024年3月27日処理サイト: PDBj / 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
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.025
  • 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-7c7l
  • 表面レベル: 0.025
  • UCSF Chimera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_30299.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_30299.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 12.9 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.05 Å/pix.
x 150 pix.
= 157.699 Å		1.05 Å/pix.
x 150 pix.
= 157.699 Å		1.05 Å/pix.
x 150 pix.
= 157.699 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.05133 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.025 / ムービー #1: 0.025
最小 - 最大-0.123241425 - 0.21197207
平均 (標準偏差)0.0009314228 (±0.008136102)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ150150150
Spacing150150150
セルA=B=C: 157.6995 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.05132666666671.05132666666671.0513266666667
M x/y/z150150150
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z157.699157.699157.699
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS150150150
D min/max/mean-0.1230.2120.001

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_30299_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: #1

ファイルemd_30299_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_30299_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 : Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex

全体名称: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
    • 複合体: Cas12f1
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated protein Cas14a.1
    • 複合体: target DNA
      • DNA: DNA (40-mer)
      • DNA: DNA (40-mer)
    • 細胞器官・細胞要素: sgRNA
      • RNA: sgRNA
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex

超分子名称: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: uncultured archaeon (環境試料)

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超分子 #2: Cas12f1

超分子名称: Cas12f1 / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1

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超分子 #4: target DNA

超分子名称: target DNA / タイプ: complex / ID: 4 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3-#4

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超分子 #3: sgRNA

超分子名称: sgRNA / タイプ: organelle_or_cellular_component / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2

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分子 #1: CRISPR-associated protein Cas14a.1

分子名称: CRISPR-associated protein Cas14a.1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: uncultured archaeon (環境試料)
分子量理論値: 62.748598 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGHHHHHHGS MAKNTITKTL KLRIVRPYNS AEVEKIVADE KNNREKIALE KNKDKVKEAC SKHLKVAAYC TTQVERNACL FCKARKLDD KFYQKLRGQF PDAVFWQEIS EIFRQLQKQA AEIYNQSLIE LYYEIFIKGK GIANASSVEH YLSDVCYTRA A ELFKNAAI ...文字列:
MGHHHHHHGS MAKNTITKTL KLRIVRPYNS AEVEKIVADE KNNREKIALE KNKDKVKEAC SKHLKVAAYC TTQVERNACL FCKARKLDD KFYQKLRGQF PDAVFWQEIS EIFRQLQKQA AEIYNQSLIE LYYEIFIKGK GIANASSVEH YLSDVCYTRA A ELFKNAAI ASGLRSKIKS NFRLKELKNM KSGLPTTKSD NFPIPLVKQK GGQYTGFEIS NHNSDFIIKI PFGRWQVKKE ID KYRPWEK FDFEQVQKSP KPISLLLSTQ RRKRNKGWSK DEGTEAEIKK VMNGDYQTSY IEVKRGSKIG EKSAWMLNLS IDV PKIDKG VDPSIIGGIA VGVKSPLVCA INNAFSRYSI SDNDLFHFNK KMFARRRILL KKNRHKRAGH GAKNKLKPIT ILTE KSERF RKKLIERWAC EIADFFIKNK VGTVQMENLE SMKRKEDSYF NIRLRGFWPY AEMQNKIEFK LKQYGIEIRK VAPNN TSKT CSKCGHLNNY FNFEYRKKNK FPHFKCEKCN FKENADYNAA LNISNPKLKS TKEEP

UniProtKB: CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1

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分子 #2: sgRNA

分子名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: uncultured archaeon (環境試料)
分子量理論値: 58.133543 KDa
配列文字列:
UUCACUGAUA AAGUGGAGAA CCGCUUCACC AAAAGCUGUC CCUUAGGGGA UUAGAACUUG AGUGAAGGUG GGCUGCUUGC AUCAGCCUA AUGUCGAGAA GUGCUUUCUU CGGAAAGUAA CCCUCGAAAC AAAUUCAUUU GAAAGAAUGA AGGAAUGCAA C GGAAAUUA GGUGCGCUUG GC

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分子 #3: DNA (40-mer)

分子名称: DNA (40-mer) / 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: 12.297954 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DA)(DT)(DG)(DG)(DT)(DT)(DG)(DC) (DC)(DA)(DA)(DG)(DC)(DG)(DC)(DA)(DC)(DC) (DT)(DA)(DA)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DC) (DA)(DA)(DA)(DT)(DT)(DA)(DG)(DA)(DA)(DA) (DA)

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分子 #4: DNA (40-mer)

分子名称: DNA (40-mer) / 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: 12.323922 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DT) (DT)(DG)(DG)(DG)(DA)(DA)(DA)(DT)(DT)(DA) (DG)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DT)(DT) (DG)(DG)(DC)(DA)(DA)(DC)(DC)(DA)(DT)(DT) (DC)

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分子 #5: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 3 / 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

緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 48.7 e/Å2
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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD
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 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: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 87253
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.0)
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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