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万見
- PDB-7tra: Cascade complex from type I-A CRISPR-Cas system -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7tra
タイトルCascade complex from type I-A CRISPR-Cas system
要素
  • (CRISPR-associated ...) x 2
  • Cas11a
  • Cas5a
  • Cas7a
  • Cas8a
  • Non-Target strand DNA (25-MER)
  • Target strand DNA (44-MER)
  • crRNA (44-MER)
キーワードRNA BINDING PROTEIN / CRISPR / cascade / Cas3 / type I-A / genome editing / DNA targeting
機能・相同性
機能・相同性情報


catalytic activity, acting on DNA / exonuclease activity / endonuclease activity / defense response to virus / nucleic acid binding / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA helicase activity / ATP binding / metal ion binding / cytosol
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein, MJ0385 / CRISPR-associated protein (Cas_Csa4) / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / CRISPR-associated protein, Cas5a type / : / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR, subtype I-a/Apern / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR / : / CRISPR-associated negative auto-regulator DevR/Csa2 / Cas3, HD domain ...CRISPR-associated protein, MJ0385 / CRISPR-associated protein (Cas_Csa4) / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / CRISPR-associated protein, Cas5a type / : / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR, subtype I-a/Apern / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR / : / CRISPR-associated negative auto-regulator DevR/Csa2 / Cas3, HD domain / : / CRISPR-associated Cas3-type HD domain / CRISPR-associated Cas3-type HD domain superfamily / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3, C-terminal / HD Cas3-type domain profile. / : / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal / DEAD/DEAH box helicase domain / DEAD/DEAH box helicase / helicase superfamily c-terminal domain / Superfamilies 1 and 2 helicase C-terminal domain profile. / Superfamilies 1 and 2 helicase ATP-binding type-1 domain profile. / DEAD-like helicases superfamily / Helicase, C-terminal / Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
NICKEL (II) ION / DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / CRISPR-associated helicase Cas3 / Type I-A CRISPR-associated protein Cas5 / Uncharacterized protein / Type I-A CRISPR-associated protein Cas7/Csa2 / CRISPR-associated endonuclease Cas3-HD / Type I-A CRISPR-associated protein Cas8a2/Csa4
類似検索 - 構成要素
生物種Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
Escherichia coli (大腸菌)
手法電子顕微鏡法 / 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Hu, C. / Ni, D. / Nam, K.H. / Majumdar, S. / McLean, J. / Stahlberg, H. / Terns, M. / Ke, A.
資金援助 米国, スイス, 3件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM118117 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM118160 米国
Swiss National Science FoundationNCCR スイス
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2022
タイトル: Allosteric control of type I-A CRISPR-Cas3 complexes and establishment as effective nucleic acid detection and human genome editing tools.
著者: Chunyi Hu / Dongchun Ni / Ki Hyun Nam / Sonali Majumdar / Justin McLean / Henning Stahlberg / Michael P Terns / Ailong Ke /
要旨: Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme ...Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme Cas3 is then recruited in trans for processive DNA degradation. Contrary to this model, here, we show that type I-A Cascade and Cas3 function as an integral effector complex. We provide four cryoelectron microscopy (cryo-EM) snapshots of the Pyrococcus furiosus (Pfu) type I-A effector complex in different stages of DNA recognition and degradation. The HD nuclease of Cas3 is autoinhibited inside the effector complex. It is only allosterically activated upon full R-loop formation, when the entire targeted region has been validated by the RNA guide. The mechanistic insights inspired us to convert Pfu Cascade-Cas3 into a high-sensitivity, low-background, and temperature-activated nucleic acid detection tool. Moreover, Pfu CRISPR-Cas3 shows robust bi-directional deletion-editing activity in human cells, which could find usage in allele-specific inactivation of disease-causing mutations.
履歴
登録2022年1月28日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年8月10日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Additional map / Part number: 1 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Additional map / Part number: 2 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02022年8月10日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Additional map / Part number: 1 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Additional map / Part number: 2 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月10日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年8月17日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.22024年10月9日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification
改定 1.32025年5月14日Group: Data collection / カテゴリ: em_admin / em_software / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.12025年5月14日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data processing / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_software / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: CRISPR-associated helicase Cas3
B: Cas8a
C: Cas11a
D: Cas11a
H: Cas7a
I: Cas7a
J: Cas7a
K: Cas7a
O: Cas5a
Q: CRISPR-associated endonuclease Cas3-HD
R: crRNA (44-MER)
S: Target strand DNA (44-MER)
T: Non-Target strand DNA (25-MER)
E: Cas11a
F: Cas11a
G: Cas11a
L: Cas7a
M: Cas7a
N: Cas7a
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)509,67321
ポリマ－509,55619
非ポリマー1172
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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CRISPR-associated ... , 2種, 2分子 AQ

#1: タンパク質 CRISPR-associated helicase Cas3


分子量: 61412.555 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas3, PFDSM3638_03195 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A5C0XNV5
#6: タンパク質 CRISPR-associated endonuclease Cas3-HD / CRISPR-associated ss-nucleic acid exo- and endonuclease Cas3-HD


分子量: 24778.203 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas3, cas3'', PF0639 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: Q8U336, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素

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タンパク質 , 4種, 14分子 BCDEFGHIJKLMNO

#2: タンパク質 Cas8a


分子量: 38800.719 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0637 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8U338
#3: タンパク質
Cas11a


分子量: 12208.933 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0643 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8U332
#4: タンパク質
Cas7a


分子量: 36989.148 Da / 分子数: 7 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0642 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8U333
#5: タンパク質 Cas5a


分子量: 29147.219 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌)
株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas5a, PFDSM3638_03200 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A5C0XNV9

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DNA鎖 , 2種, 2分子 ST

#8: DNA鎖 Target strand DNA (44-MER)


分子量: 13692.797 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)
#9: DNA鎖 Non-Target strand DNA (25-MER)


分子量: 7727.109 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)

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RNA鎖 / 非ポリマー , 2種, 3分子 R

#10: 化合物 ChemComp-NI / NICKEL (II) ION


分子量: 58.693 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ni / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#7: RNA鎖 crRNA (44-MER)


分子量: 14028.332 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: DE3

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: full R-loop state of Cas3-Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system
タイプ: COMPLEX / 詳細: full R-loop state / Entity ID: #1-#9 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.45 MDa / 実験値: YES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
11Geobacter sulfurreducens (バクテリア)243231
21Escherichia coli (大腸菌)562
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分濃度: 150 mM / 名称: sodium chloride / 式: NaCl
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 298 K / 詳細: 6 seconds

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電子顕微鏡撮影

顕微鏡モデル: TFS TALOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: DIFFRACTION / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1500 nm / Calibrated defocus min: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm
撮影平均露光時間: 2.5 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
実像数: 1209
電子光学装置位相板: VOLTA PHASE PLATE

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC10粒子像選択
2EMAN9画像取得
4EMANCTF補正
9PHENIXモデル精密化
12cryoSPARC分類
13RELION３次元再構成
画像処理詳細: full R-loop state of type I-A CRISPR/cas complex
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 44773 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00235789
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.58948970
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d14.6675678
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0435603
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0045878

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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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