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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-34824 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of the Cas12m2-crRNA binary complex | |||||||||
マップデータ | ||||||||||
試料 |
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キーワード | CRISPR-Cas (CRISPR) / RNA BINDING PROTEIN-DNA COMPLEX / RNA BINDING PROTEIN (RNA結合タンパク質) | |||||||||
生物種 | Mycolicibacterium mucogenicum (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: 3.73 Å | |||||||||
データ登録者 | Omura NS / Nakagawa R / Wu YW / Sudfeld C / Warren VR / Hirano H / Kusakizako T / Kise Y / Lebbink HGJ / Itoh Y ...Omura NS / Nakagawa R / Wu YW / Sudfeld C / Warren VR / Hirano H / Kusakizako T / Kise Y / Lebbink HGJ / Itoh Y / Oost VDJ / Nureki O | |||||||||
資金援助 | 日本, 1件
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引用 | ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2023 タイトル: Mechanistic and evolutionary insights into a type V-M CRISPR-Cas effector enzyme. 著者: Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Christian Südfeld / Ricardo Villegas Warren / Wen Y Wu / Hisato Hirano / Charlie Laffeber / Tsukasa Kusakizako / Yoshiaki Kise / Joyce H G Lebbink / Yuzuru ...著者: Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Christian Südfeld / Ricardo Villegas Warren / Wen Y Wu / Hisato Hirano / Charlie Laffeber / Tsukasa Kusakizako / Yoshiaki Kise / Joyce H G Lebbink / Yuzuru Itoh / John van der Oost / Osamu Nureki / 要旨: RNA-guided type V CRISPR-Cas12 effectors provide adaptive immunity against mobile genetic elements (MGEs) in bacteria and archaea. Among diverse Cas12 enzymes, the recently identified Cas12m2 (CRISPR- ...RNA-guided type V CRISPR-Cas12 effectors provide adaptive immunity against mobile genetic elements (MGEs) in bacteria and archaea. Among diverse Cas12 enzymes, the recently identified Cas12m2 (CRISPR-Cas type V-M) is highly compact and has a unique RuvC active site. Although the non-canonical RuvC triad does not permit dsDNA cleavage, Cas12m2 still protects against invading MGEs through transcriptional silencing by strong DNA binding. However, the molecular mechanism of RNA-guided genome inactivation by Cas12m2 remains unknown. Here we report cryo-electron microscopy structures of two states of Cas12m2-CRISPR RNA (crRNA)-target DNA ternary complexes and the Cas12m2-crRNA binary complex, revealing structural dynamics during crRNA-target DNA heteroduplex formation. The structures indicate that the non-target DNA strand is tightly bound to a unique arginine-rich cluster in the recognition (REC) domains and the non-canonical active site in the RuvC domain, ensuring strong DNA-binding affinity of Cas12m2. Furthermore, a structural comparison of Cas12m2 with TnpB, a putative ancestor of Cas12 enzymes, suggests that the interaction of the characteristic coiled-coil REC2 insertion with the protospacer-adjacent motif-distal region of the heteroduplex is crucial for Cas12m2 to engage in adaptive immunity. Collectively, our findings improve mechanistic understanding of diverse type V CRISPR-Cas effectors and provide insights into the evolution of TnpB to Cas12 enzymes. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_34824.map.gz | 3.2 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-34824-v30.xml emd-34824.xml | 16.3 KB 16.3 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_34824_fsc.xml | 4.6 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_34824.png | 84.3 KB | ||
マスクデータ | emd_34824_msk_1.map | 3.5 MB | マスクマップ | |
その他 | emd_34824_half_map_1.map.gz emd_34824_half_map_2.map.gz | 3.2 MB 3.2 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-34824 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-34824 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_34824.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 3.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 1.4229 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-マスク #1
ファイル | emd_34824_msk_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_34824_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_34824_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
-全体 : Cas12m2-crRNA
全体 | 名称: Cas12m2-crRNA |
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要素 |
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-超分子 #1: Cas12m2-crRNA
超分子 | 名称: Cas12m2-crRNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2 |
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由来(天然) | 生物種: Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア) |
-超分子 #2: crRNA
超分子 | 名称: crRNA / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1 |
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-超分子 #3: Cas12m2
超分子 | 名称: Cas12m2 / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2 |
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-分子 #1: RNA (56-MER)
分子 | 名称: RNA (56-MER) / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1 |
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由来(天然) | 生物種: Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 18.277932 KDa |
配列 | 文字列: GUGUCAUAGC CCAGCUUGGC GGGCGAAGGC CAAGACGGAG AUGAGGUGCG CGUGGC |
-分子 #2: Cas12m2
分子 | 名称: Cas12m2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 66.342883 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: MTTMTVHTMG VHYKWQIPEV LRQQLWLAHN LREDLVSLQL AYDDDLKAIW SSYPDVAQAE DTMAAAEADA VALSERVKQA RIEARSKKI STELTQQLRD AKKRLKDARQ ARRDAIAVVK DDAAERRKAR SDQLAADQKA LYGQYCRDGD LYWASFNTVL D HHKTAVKR ...文字列: MTTMTVHTMG VHYKWQIPEV LRQQLWLAHN LREDLVSLQL AYDDDLKAIW SSYPDVAQAE DTMAAAEADA VALSERVKQA RIEARSKKI STELTQQLRD AKKRLKDARQ ARRDAIAVVK DDAAERRKAR SDQLAADQKA LYGQYCRDGD LYWASFNTVL D HHKTAVKR IAAQRASGKP ATLRHHRFDG SGTIAVQLQR QAGAPPRTPM VLADEAGKYR NVLHIPGWTD PDVWEQMTRS QC RQSGRVT VRMRCGSTDG QPQWIDLPVQ VHRWLPADAD ITGAELVVTR VAGIYRAKLC VTARIGDTEP VTSGPTVALH LGW RSTEEG TAVATWRSDA PLDIPFGLRT VMRVDAAGTS GIIVVPATIE RRLTRTENIA SSRSLALDAL RDKVVGWLSD NDAP TYRDA PLEAATVKQW KSPQRFASLA HAWKDNGTEI SDILWAWFSL DRKQWAQQEN GRRKALGHRD DLYRQIAAVI SDQAG HVLV DDTSVAELSA RAMERTELPT EVQQKIDRRR DHAAPGGLRA SVVAAMTRDG VPVTIVAAAD FTRTHSRCGH VNPADD RYL SNPVRCDGCG AMYDQDRSFV TLMLRAATAP SNP |
-分子 #3: MAGNESIUM ION
分子 | 名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: MG |
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分子量 | 理論値: 24.305 Da |
-分子 #4: ZINC ION
分子 | 名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: ZN |
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分子量 | 理論値: 65.409 Da |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.6 |
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凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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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 FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス(公称値): 1.6 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 0.8 µm |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k) 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 |