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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-29878 | |||||||||
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タイトル | Exploiting Activation and Inactivation Mechanisms in Type I-C CRISPR-Cas3 for Genome Editing Applications | |||||||||
マップデータ | ||||||||||
試料 |
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キーワード | CRISPR (CRISPR) / type I-C / cascade / anti-CRISPR / HYDROLASE-RNA complex | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 maintenance of CRISPR repeat elements / endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Neisseria lactamica (バクテリア) / Rhodobacter phage RcNL1 (ファージ) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.6 Å | |||||||||
データ登録者 | Hu C / Nam KH / Ke A | |||||||||
資金援助 | 米国, 1件
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引用 | ジャーナル: Mol Cell / 年: 2024 タイトル: Exploiting activation and inactivation mechanisms in type I-C CRISPR-Cas3 for genome-editing applications. 著者: Chunyi Hu / Mason T Myers / Xufei Zhou / Zhonggang Hou / Macy L Lozen / Ki Hyun Nam / Yan Zhang / Ailong Ke / 要旨: Type I CRISPR-Cas systems utilize the RNA-guided Cascade complex to identify matching DNA targets and the nuclease-helicase Cas3 to degrade them. Among the seven subtypes, type I-C is compact in size ...Type I CRISPR-Cas systems utilize the RNA-guided Cascade complex to identify matching DNA targets and the nuclease-helicase Cas3 to degrade them. Among the seven subtypes, type I-C is compact in size and highly active in creating large-sized genome deletions in human cells. Here, we use four cryoelectron microscopy snapshots to define its RNA-guided DNA binding and cleavage mechanisms in high resolution. The non-target DNA strand (NTS) is accommodated by I-C Cascade in a continuous binding groove along the juxtaposed Cas11 subunits. Binding of Cas3 further traps a flexible bulge in NTS, enabling NTS nicking. We identified two anti-CRISPR proteins AcrIC8 and AcrIC9 that strongly inhibit Neisseria lactamica I-C function. Structural analysis showed that AcrIC8 inhibits PAM recognition through allosteric inhibition, whereas AcrIC9 achieves so through direct competition. Both Acrs potently inhibit I-C-mediated genome editing and transcriptional modulation in human cells, providing the first off-switches for type I CRISPR eukaryotic genome engineering. | |||||||||
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_29878.map.gz | 59.5 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-29878-v30.xml emd-29878.xml | 24.3 KB 24.3 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_29878.png | 138.1 KB | ||
Filedesc metadata | emd-29878.cif.gz | 6.9 KB | ||
その他 | emd_29878_additional_1.map.gz emd_29878_half_map_1.map.gz emd_29878_half_map_2.map.gz | 32.5 MB 59.5 MB 59.5 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-29878 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-29878 | 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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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_29878.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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: 1.489 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
-追加マップ: #1
ファイル | emd_29878_additional_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_29878_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: #1
ファイル | emd_29878_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 : Binary complex of AcrIC9 with crRNA bound type I-C Cascade
全体 | 名称: Binary complex of AcrIC9 with crRNA bound type I-C Cascade |
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要素 |
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-超分子 #1: Binary complex of AcrIC9 with crRNA bound type I-C Cascade
超分子 | 名称: Binary complex of AcrIC9 with crRNA bound type I-C Cascade タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 400 KDa |
-分子 #1: AcrIC9
分子 | 名称: AcrIC9 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Rhodobacter phage RcNL1 (ファージ) |
分子量 | 理論値: 8.247822 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌) |
配列 | 文字列: MTSFYKITAY NSQALYFWGT DADVDRYVDW LNRDREINVY AAEAIPEAEW AQYEGRDDVL SGEECGWDDF UniProtKB: Uncharacterized protein |
-分子 #2: Cas7
分子 | 名称: Cas7 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 7 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 32.208111 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: TIEKRYDFVF LFDVQDGNPN GDPDAGNLPR IDPQTGEGLV TDVCLKRKVR NFIQMTQNDE HHDIFIREKG ILNNLIDEAH EQENVKGKE KGEKTEAARQ YMCSRYYDIR TFGAVMTTGK NAGQVRGPVQ LTFSRSIDPI MTLEHSITRM AVTNEKDASE T GDNRTMGR ...文字列: TIEKRYDFVF LFDVQDGNPN GDPDAGNLPR IDPQTGEGLV TDVCLKRKVR NFIQMTQNDE HHDIFIREKG ILNNLIDEAH EQENVKGKE KGEKTEAARQ YMCSRYYDIR TFGAVMTTGK NAGQVRGPVQ LTFSRSIDPI MTLEHSITRM AVTNEKDASE T GDNRTMGR KFTVPYGLYR CHGFISTHFA KQTGFSENDL ELFWQALVNM FDHDHSAARG QMNARGLYVF EHSNNLGDAP AD SLFKRIQ VVKKDGVEVV RSFDDYLVSV DDKNLEETKL LRKLGG UniProtKB: UNIPROTKB: A0A378VEU0 |
-分子 #3: Cas11
分子 | 名称: Cas11 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 14.245184 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: GLDRNRQDIG YVLGRLFAVL EKIQAEANPG LNATIADRYF GSASSTPIAV FGTLMRLLPH HLNKLEFEGR AVQLQWEIRQ ILEHCQRFP NHLNLEQQGL FAIGYYHETQ FLFTKDALKN LFNEA UniProtKB: UNIPROTKB: A0A378VF47 |
-分子 #4: Cas8
分子 | 名称: Cas8 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 64.860832 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: MILHALTQYY QRKAESDGGI AQEGFENKEI PFIIVIDKQG NFIQLEDTRE LKVKKKVGRT FLVPKGLGRS GSKSYEVSNL LWDHYGYVL AYAGEKGQEQ ADKQHASFTA KVNELKQALP DDAGVTAVAA FLSSAEEKSK VMQAANWAEC AKVKGCNLSF R LVDEAVDL ...文字列: MILHALTQYY QRKAESDGGI AQEGFENKEI PFIIVIDKQG NFIQLEDTRE LKVKKKVGRT FLVPKGLGRS GSKSYEVSNL LWDHYGYVL AYAGEKGQEQ ADKQHASFTA KVNELKQALP DDAGVTAVAA FLSSAEEKSK VMQAANWAEC AKVKGCNLSF R LVDEAVDL VCQSKAVREY VSQANQTQSD NAQKGICLVT GKAAPIARLH NAVKGVNAKP APFASVNLSA FESYGKEQGF AF PIGEQAM FEYTTALNTL LAGENRFRIG DVTTVCWGAK RTPLEESLAS MINGGGKDKP DEHIDAVKTL YKSLYNGQYQ KPD GKEKFY LLGLSPNSAR IVVRFWHETT VAALSESIAA WYDDLQMVRG ENSPYPEYMP LPRLLGNLVL DGKMENLPSD LIAQ ITDAA LNNRVLPVSL LQAALRRNKA EQKITYGRAS LLKAYINRAI RAGRLKNMKE LTMGLDRNRQ DIGYVLGRLF AVLEK IQAE ANPGLNATIA DRYFGSASST PIAVFGTLMR LLPHHLNKLE FEGRAVQLQW EIRQILEHCQ RFPNHLNLEQ QGLFAI GYY HETQFLFTKD ALKNLFNEA UniProtKB: UNIPROTKB: A0A378VF47 |
-分子 #5: Cas5
分子 | 名称: Cas5 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 23.870451 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: RFILEISGDL ACFTRSELKV ERVSYPVITP SAARNILMAI LWKPAIRWKV LKIEILKPIQ WTNIRRNEVG TKMSERSGSL YIEDNRQQR ASMLLKDVAY RIHADFDMTS EAGESDNYVK FAEMFKRRAK KGQYFHQPYL GCREFPCDFR LLEKAEDGLP L EDITQDFG ...文字列: RFILEISGDL ACFTRSELKV ERVSYPVITP SAARNILMAI LWKPAIRWKV LKIEILKPIQ WTNIRRNEVG TKMSERSGSL YIEDNRQQR ASMLLKDVAY RIHADFDMTS EAGESDNYVK FAEMFKRRAK KGQYFHQPYL GCREFPCDFR LLEKAEDGLP L EDITQDFG FMLYDMDFSK SDPRDSNNAE PMFYQCKAVN GVITVPP UniProtKB: pre-crRNA processing endonuclease |
-分子 #6: crRNA (43-MER)
分子 | 名称: crRNA (43-MER) / タイプ: rna / ID: 6 / コピー数: 1 |
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由来(天然) | 生物種: Neisseria lactamica (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 13.870306 KDa |
配列 | 文字列: GAAACAGGGU CAGCUUGCCG UAGGUGGCAU CGCCCUCGUA AAA |
-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
濃度 | 1 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 7.5 / 構成要素 - 濃度: 150.0 mM / 構成要素 - 式: NaCl塩化ナトリウム / 構成要素 - 名称: sodium chloride塩化ナトリウム / 詳細: 25mM Tris pH 7.5, 150mM NaCl |
グリッド | モデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. |
凍結 | 凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 278 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TALOS ARCTICA |
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電子線 | 加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN |
電子光学系 | C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 最大 デフォーカス(補正後): 3.0 µm / 最小 デフォーカス(補正後): 1.5 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: DIFFRACTION回折 / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 3.5 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 2.5 µm / 倍率(公称値): 67000 |
特殊光学系 | エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER ホルダー冷却材: NITROGEN |
温度 | 最低: 70.0 K / 最高: 100.0 K |
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: 1200 / 実像数: 1200 / 平均露光時間: 2.5 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2 |
実験機器 | モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
初期モデル | モデルのタイプ: NONE |
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初期 角度割当 | タイプ: NOT APPLICABLE |
最終 3次元分類 | クラス数: 6 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC |
最終 角度割当 | タイプ: NOT APPLICABLE |
最終 再構成 | 使用したクラス数: 6 / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 200000 |
-原子モデル構築 1
精密化 | プロトコル: RIGID BODY FIT |
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得られたモデル | PDB-8g9t: |